EP4209308A1 - System mit einer werkzeugmaschine und einer energieversorgungsvorrichtung, sowie schnittstelle und energieversorgungsvorrichtung - Google Patents

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EP4209308A1
EP4209308A1 EP22150915.1A EP22150915A EP4209308A1 EP 4209308 A1 EP4209308 A1 EP 4209308A1 EP 22150915 A EP22150915 A EP 22150915A EP 4209308 A1 EP4209308 A1 EP 4209308A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
partner
supply device
interface
energy supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP22150915.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Hartmann
Robert Stanger
Markus Holubarsch
Stefan Schmid
Jens Kondratiuk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hilti AG
Original Assignee
Hilti AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hilti AG filed Critical Hilti AG
Priority to EP22150915.1A priority Critical patent/EP4209308A1/de
Priority to EP22817959.4A priority patent/EP4440796A1/de
Priority to CN202280077883.9A priority patent/CN118302272A/zh
Priority to PCT/EP2022/081932 priority patent/WO2023099203A1/de
Publication of EP4209308A1 publication Critical patent/EP4209308A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/02—Construction of casings, bodies or handles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/006—Vibration damping means

Definitions

  • the present invention relates to a system comprising a machine tool and an energy supply device, the energy supply device being provided for supplying the machine tool with electrical energy.
  • the energy supply device can be detachably connected to the machine tool via an interface, the interface comprising at least one female contact partner and one male contact partner.
  • the female contact partner and the male contact partner are in contact with each other at least in a first contact area and in a second contact area.
  • the first contact area can be defined by a first contact normal force while the second contact area can be defined by a second contact normal force, the first contact normal force and the second contact normal force having different orientations.
  • the interface can have an elastic means for reducing a relative movement between the male contact partner and the female contact partner.
  • the invention relates to an interface for the transmission of electrical energy and an energy supply device.
  • So-called cordless machine tools such as cordless screwdrivers, drills, saws, grinders, or the like, can be connected to an energy supply device for energy supply.
  • the energy supply device can, for example, be in the form of a rechargeable battery (“rechargeable battery”) or include one.
  • Accumulators usually have a large number of energy storage cells, also called accumulator cells, with the help of which electrical energy can be absorbed, stored and released again. If the accumulator is connected to a machine tool, the electrical energy stored in the energy storage cells can be supplied to the consumers (eg a brushless electric motor) of the machine tool.
  • the accumulator is connected to a charging device, such as a charging device, so that electrical energy can reach the energy storage cells.
  • the interface between the machine tool and the energy supply device represents a particular technical challenge.
  • the electrical contacts of the machine tool and the electrical contacts of the energy supply device (“contact partners") are connected to one another in such a way that the electrical energy stored in the energy storage cells can be drawn from the accumulator the machine tool can reach.
  • contact normal force is understood to mean the force that acts in a contact area between the contact partners of an interface. In other words, it can be the forces with which the contact partners are pressed against one another in order to form a contact.
  • high contact normal forces are desirable on the one hand in order to obtain good mechanical contact between the power contacts.
  • the contact normal forces should not become too great either, in order to keep undesired mating cycle wear low.
  • the object on which the present invention is based is to overcome the above-described deficiencies and disadvantages of the prior art and to provide an interface and a system of machine tool and power supply device with which the transmission of particularly high discharge currents or large amounts of electrical Allows energy from the power supply device to the machine tool and the service life of the interface can be extended.
  • experts would appreciate it if the interface were still working optimally even after many plugging or clamping cycles and were robust to minor mechanical deviations.
  • a system comprising a machine tool and an energy supply device
  • the energy supply device being designed to supply the machine tool with electrical energy.
  • the energy supply device can be detachably connected to the machine tool via an interface, the interface comprising at least one female contact partner and one male contact partner.
  • the female contact partner and the male contact partner are in a first contact area and in contact with each other in a second contact area.
  • this preferably means that the interface has a first and a second contact area, with the at least one female and the at least one male contact partner being in contact with one another in the contact areas of the interface.
  • the at least one female and the at least one male contact partner can form a pair of power contacts, with electrical current or electrical energy being exchanged via the contact areas between the power contacts. It is particularly preferred within the meaning of the invention that the electrical energy flows from the energy supply device in the direction of the machine tool when the energy supply device and the machine tool are connected to one another via the interface.
  • the transmission of electrical energy from the energy supply device to the machine tool is made possible in particular by active contact between the at least one female and the at least one male contact partner, the active contact in the context of the present invention being provided by at least two contact areas between the at least one female and the at least one male contact partner is established or formed.
  • the contact resistance between the at least one female and the at least one male contact partner can be significantly reduced. This can advantageously lead to larger currents from the energy supply device can be transferred to the machine tool. Consequently, the proposed interface can enable higher discharge currents of the interface, so that the proposed energy supply device is particularly well suited for supplying energy to particularly powerful machine tools.
  • the interface can also have more than two, ie for example three, four, five or more, contact areas between the contact partners.
  • the power contacts are in the form of flat contacts.
  • the interface thus includes flat contacts which, with multiple contacts, i.e. with at least two contact areas, enable electrical energy to be transmitted from the energy supply device to the machine tool.
  • the multiple contacts preferably have differently oriented normal contact forces.
  • the contact normal forces caused by the interface act not only in the clamping or plugging direction of the interface, but in different directions, so that a particularly robust interface can be provided.
  • by providing contact normal forces in different directions it is possible to avoid the contacts “lifting off” at high accelerations, i.e. undesirably detaching from one another.
  • the interface is optimally suited to solving the conflict of objectives between a desired low contact resistance, which is required to transfer high currents and amounts of energy between the power contacts, on the one hand, and a desired low mating cycle wear, on the other hand.
  • the interface can preferably be referred to as a flat contact system with at least one male and at least one female contact partner.
  • the provision of more than one contact area between the at least one female and the at least one male contact partner can ensure that the grade, quality and quantity of the transmission of electrical energy from the energy supply device to the machine tool is less dependent on manufacturing tolerances and relaxation processes.
  • the proposed power supply device is less susceptible and is still able to ensure high discharge currents of the power supply device if manufacturing specifications are not met exactly and minor mechanical deviations occur at the contact partners of the interface or relaxation, especially due to high thermal stress on the elastic Deflection areas leads to a reduction in the contact normal force.
  • a further advantage of the invention is that relative distances between the contact partners can be significantly shortened by providing more than one contact area between power contacts of the interface. Such relative distances between the power contacts can lead to wear and poorer energy transmission from the energy supply device to the machine tool, so that a reduction in the relative movements between the contact partners of the interface can make a significant contribution to keeping the current transmission capacity of the interface at a high level and on to enable the transmission of high discharge currents in this way.
  • the first contact area can be defined by a first normal contact force and the second contact area can be defined by a second normal contact force, the first normal contact force and the second normal contact force having different orientations.
  • the orientations or directions of the two contact normal forces do not coincide, but differ. It is preferred within the meaning of the invention that the orientations and/or directions of the first normal contact force and the second normal contact force do not match but differ by an angular range delta.
  • the wording that "a contact area can be defined by a contact normal force" or is defined preferably means in the context of the invention that the corresponding contact normal force indicates or describes the direction in which the contact partners in the corresponding contact area act or press against one another.
  • a first contact normal force of the first contact area of the interface may be defined by the thighs of the female contact pressing against the blade of the male contact. This slight pressure is caused in particular by the elastic, springy material (e.g. spring steel) of the female contact partner.
  • the first contact normal force may be substantially perpendicular to a virtual axis through the sword of the male contact.
  • a virtual axis can be conceived, preferably running centrally through the sword of the male contact partner, which is essentially perpendicular, ie “normal” to the first contact normal force of the first contact area of the interface. Possible orientations of the contact normal forces of the different contact areas are given, for example, in 4 shown.
  • an insertion direction is also shown, in which the contact partners of the interface can be joined together. It is preferred within the meaning of the invention that a first normal contact force is oriented essentially perpendicularly to this direction of insertion, while a second normal contact force is oriented essentially parallel to the direction of insertion. In this way, the first contact normal force and the second contact normal force preferably substantially perpendicular to each other.
  • the direction of insertion preferably coincides with the virtual axis, which can be put through the sword of the male contact partner.
  • a second contact area for example, stops of the female contact partner against contact surfaces of the male contact partner can come into contact with one another, so that electric current can flow via the contact surfaces.
  • the second contact area can be described by a second normal contact force, which preferably indicates the direction in which the components involved in the contact partners—here stops and contact surfaces—act or press on one another.
  • the second contact normal force may be substantially parallel to the insertion direction. It is therefore preferred within the meaning of the invention that the first normal contact force and the second normal contact force have different orientations. In the embodiment of the invention described above, which is 4 is shown, it is preferred within the meaning of the invention that the first normal contact force and the second normal contact force are oriented substantially perpendicular to one another.
  • stops of the female contact partner and contact surfaces of the male contact partner which together form the second contact area, are particularly well suited for the transmission of high discharge currents from the energy supply device to the machine tool, because there is close contact between the contact partners can be further improved by springing at least one of the contact partners, as explained below.
  • the female contact partner can have stops that interact with contact or support surfaces of the male contact partner in order to create a particularly stable connection between the contact partners. If the female contact partner includes exactly one stop, it is preferred within the meaning of the invention that this one stop is arranged in a plane of symmetry of the female contact partner. If the female contact partner has two stops, it is preferred within the meaning of the invention that these two stops are arranged as far apart as possible in order to ensure improved support for the contact partner.
  • the abutment or support surfaces of the male contact partner can also have ramps in order to facilitate the establishment of the connection between the contact partners and to prevent mechanical damage to the contact partners.
  • the wording "essentially perpendicular" is not an unclear term for the person skilled in the art, because the person skilled in the art knows that this wording is not limited to such contact normal forces are included, which are mathematically exactly perpendicular to each other, but also such contact normal forces that show slight deviations from the mathematically exact normality. Such deviations can be, for example, in a range of +/-10° or +/-10% starting from a right angle (90°).
  • the first contact area is formed by at least one leg of the female contact partner and a sword of the male contact partner.
  • the female contact partner is formed as a receiving clamp, which preferably comprises two legs.
  • the legs can be made of a resilient, elastic material, for example, and can press against the sword of the male contact partner due to the elastic properties of the leg material.
  • This touching of the at least one leg of the female contact partner and the sword of the male contact partner preferably forms the first contact area of the interface.
  • the first contact area is formed by the two thighs of the female contact partner and a middle area of the sword of the male contact partner.
  • the interface has at least one elastic means for reducing a relative movement between the male contact partner and the female contact partner.
  • the elastic means for reducing the relative movement between the contact partners is set up to act on the at least one male contact partner and/or on the at least one female contact partner.
  • the elastic means for reducing the relative movement between the power contacts of the interface acts on the female contact partner.
  • the at least one female contact partner of the interface is spring-loaded, with the at least one female contact partner also preferably being arranged on the energy supply device.
  • the elastic means for reducing the relative movement is preferably also referred to as "elastic means for springing" within the meaning of the invention.
  • the at least one elastic means for reducing a relative movement between the contact partners is set up to generate a prestress, the prestress being oriented essentially perpendicularly to a first contact normal force.
  • the prestressing against the male contact partner in particular against his sword, can be supported by a material with good conductivity properties.
  • this allows a one-piece Contact can be made. Since the components of the female contact partner are preferably only supported on the sword of the male contact partner in the direction of the pretension, the development of relative movements between the at least one female and the at least one male contact partner is surprisingly effectively avoided.
  • the at least one elastic means presses the female contact partner in the direction of the male contact partner, so that there is a particularly close mechanical contact between the female contact partner and the male contact partner.
  • This close mechanical contact has a particularly low transition resistance, which is suitable for the transmission of high discharge currents, with surprisingly low mating cycle wear of the interface being observed at the same time.
  • the provision of the prestress or the provision of the at least one elastic means with which the prestress can be generated provides a particularly tolerance-independent interface for connecting an energy supply device to a machine tool.
  • the interface with the at least one prestressed or spring-loaded power contact in connection with the at least two contact areas between the power contacts has also turned out to be extremely low in relaxation and plug-in wear. Consequently, the proposed interface is particularly robust in relation to high electrical and mechanical loads. It has a long service life and is also suitable for transferring surprisingly high discharge currents or large amounts of electrical charge per unit of time.
  • the prestress can be oriented essentially parallel to the second contact normal force.
  • the elastic means for reducing a relative movement between the contact partners can act on one of the contact partners involved.
  • the elastic means to reduce the relative movement between the contact partners can attack the at least one male contact partner or the at least one female contact partner, the contact partners forming a positive connection between the Form machine tool and the power supply device.
  • the elastic means can act on one of the contact partners, namely either the male or the female contact partner, in order to create a detachable connection between the machine tool and the energy supply device.
  • a significant advantage of the invention is that the particularly large electric currents can be transmitted with the form-fitting connection and that, surprisingly, the relative distances between the contact partners can be kept particularly short, if not reduced to a minimum. As a result, the service life of the interface between the machine tool and the energy supply device can advantageously be significantly extended.
  • the female and male contact partners of the interface can preferably also be referred to as "power contacts" of the interface within the meaning of the invention.
  • a relative distance between the male and female contact partner of the interface can be significantly reduced, so that mechanical friction losses and electrical current conduction losses between the contact partners are reduced to a considerable extent can.
  • a relative distance between the male and the female contact partner of the interface can be reduced to, for example, less than 0.3 mm ⁇ m, preferably less than 0.1 mm and particularly preferably less than 0.05 mm.
  • a first effect relates to the relative movements or the relative distances between the contact partners, which produce the positive connection between the machine tool and the energy supply device.
  • These relative movements or the relative paths can undesirably increase the contact resistance of the interface, this increase being initially independent of the state of wear of the interface.
  • the relative movements between the contact partners can lead to wear and later oxidation, so that the contact resistance of the interface can disadvantageously increase further.
  • the invention makes a significant contribution to the fact that particularly large electrical currents can be transmitted from the energy supply device to the machine tool with the proposed interface.
  • the invention reduces undesired wear and tear on the contact partners and thus makes an equally valuable contribution to increasing the service life of the interface.
  • the elastic means for shortening the relative paths between the power contacts of the interface lead to a mechanical decoupling between the machine tool and the unit made up of male and female contact partners.
  • the elastic means can lead to a mechanical decoupling between the energy supply device and the unit made up of male and female contact partners. Due to the mechanical decoupling, any undesired relative movement between the contact partners is not transmitted, but is advantageously compensated for by the elastic means.
  • the temperature measured in the contact area between the contact partners can be reduced by up to 30 degrees, since the quality of the contact between the contact partners is significantly improved with the invention, ie by providing the elastic means to reduce the relative movement can be improved.
  • the improvement in the transition resistance advantageously leads to an increased current-carrying capacity of the interface, so that machine tools in larger power classes, ie particularly powerful machine tools, can be operated or supplied with electrical energy with the invention.
  • the reduction in the power loss in the contact resistance can advantageously lead to a reduced thermal load on the surrounding components. In particular, components made of thermoplastic material can be effectively protected from damage caused by excessive heat.
  • the contact partner on which the elastic means acts to reduce the relative movement is movably mounted.
  • that contact partner with which the elastic means for reducing the relative movement is operatively connected can be movably mounted.
  • the movably mounted contact partner and/or the movably mounted receiving device is spring-loaded. If there is more than one contact partner per connection partner of the interface, or if the machine tool and/or the energy supply device has more than one receiving device, it may be preferred within the meaning of the invention for the movably mounted contact partner and/or the movably mounted receiving device to be spring-loaded. In this way, the relative movements between the contact partners and the contact resistance can be reduced further and the service life of the interface can be extended considerably.
  • the elastic means for reducing the relative movement acts on a receiving device described later.
  • the receiving device can receive male and/or female power contacts and can also be movably mounted.
  • the receiving device is movably mounted in particular when it is operatively connected to the at least one elastic means for reducing the relative movement between the power contacts or when these elastic means act on the receiving device.
  • the at least one elastic means for reducing the relative movement between the contact partners is set up to act on the at least one male contact partner or on the at least one female contact partner means in the exemplary embodiment of the invention that individual contact partners are arranged in a receiving device are present, preferably that the at least one elastic means for reducing the relative movement between the contact partners is set up to attack the receiving device in which the individual contact partners are contained.
  • the receiving device can form a contact block or a contact means block, which can be mounted movably or spring-loaded with the help of the elastic means. It is preferred within the meaning of the invention that the receiving device comprises the contact partners of a connection partner of the interface, ie machine tool or power supply device.
  • receiving devices are provided, each of which can receive a subset of the contact partners of a connection partner.
  • these multiple receiving devices can also be spring-loaded in that the elastic means for reducing the relative movement acts on these multiple receiving devices.
  • the receiving devices can include the power contacts, ie the female and male contact partners, and/or the communication elements.
  • the elastic means for reducing the relative movement it is preferred to also designate the elastic means for reducing the relative movement as “elastic means for springing”.
  • That contact partner on which the elastic means acts to reduce the relative movement is movably mounted relative to the machine tool or relative to the energy supply device in the connected state.
  • the springing is on the part of the machine tool, i.e. the at least one elastic means acts on the contact partner or the receiving device of the machine tool, the springing designed in this way in the area of the machine tool preferably means that the corresponding contact partner is movably mounted relative to the machine tool in the connected state is.
  • the springing is on the part of the energy supply device, i.e. the at least one elastic means acts on the contact partner or the receiving device of the energy supply device, the springing designed in this way in the area of the energy supply device preferably means that the corresponding contact partner is movably mounted relative to the energy supply device in the connected state is.
  • the wording according to which the elastic means for reducing the relative movement between the contact partners is set up to attack the at least one male contact partner and/or the at least one female contact partner includes, on the one hand, the possibility that the elastic means can be attached to one of the groups of Contact partners attacks, for example on all contact partners that are arranged on the power supply device, or on all contact partners that are arranged on the machine tool.
  • both the machine tool and the energy supply device comprise elastic means for spring-loading their contact partners.
  • the elastic means acts on the at least one male contact partner and on the at least one female contact partner. If one or both groups of contact partners are arranged in a receiving device, the elastic means can act on one of the receiving devices.
  • the elastic means can also act on both receiving devices.
  • An attack on both the contact partners of the machine tool and the contact partners of the energy supply device can be implemented, for example, by using a hard spring for one of the connection partners - energy supply device or machine tool - and a soft (rather) spring for the other connection partner - machine tool or energy supply device ) Feather.
  • the term "hard spring” is in the sense of the invention as a spring with a high To understand spring stiffness, while the term “soft spring” is to be understood in the context of the invention as a spring with a lower spring stiffness.
  • the at least one male contact partner is arranged on the machine tool.
  • the male contacts may include swords that can be inserted into a female contact of the interface or other system component.
  • the male contact partners are in the form of pin-like plugs or swords and the female contact partners of the interface are designed in the form of clamps with elastically deformable legs to accommodate the pin-like plug or swords.
  • the male contact partner can be formed by a protruding area and a stop, with the protruding area being inserted into one of the female contact partners when the interface is in a plugged-in state, in which the power supply device is connected to the machine tool (hence: “connected state”) present.
  • the machine tool and the energy supply device can be independent and separate from one another. This can be the case, for example, when the energy supply device is being charged and is in a charger for charging. It can also be preferred within the meaning of the invention that the at least one male contact partner is arranged on the energy supply device.
  • the energy supply device can preferably include at least one rechargeable battery (“accumulator”), the energy supply device being set up to supply the machine tool with electrical energy. Electrical energy is delivered from the energy supply device to the machine tool in particular in the connected state, in which the machine tool is connected to the energy supply device via the interface.
  • the female and male contact partners engage in one another in the connected state, so that electrical current or electrical energy can flow between the contact partners via a contact area.
  • Tests have shown that by using the at least one elastic means to reduce a relative movement between the contact partners, which acts on one of the contact partners, significantly higher currents can be transmitted than with conventional contact systems, as is the case from the prior art.
  • the invention enables the transmission of currents in a range of more than 50 amperes, preferably more than 70 amperes or particularly preferably more than 100 amperes.
  • the at least one elastic means for reducing the relative movement can preferably comprise at least one elastic element, such as a spring.
  • the elastic element can be designed in the form of a spring and in particular a spiral, bending or helical spring.
  • the elastic element can be designed as a component made of an elastically deformable material.
  • An elastomer is also possible as the material. In this way, a vibration-induced movement of the connection element in several directions, i.e. not only in the direction towards or against the connection element, can be counteracted in a simple manner.
  • the undesired relative movements between the contact partners of the interface can be effectively shortened by using an elastic element.
  • the male contact partner compresses the at least one elastic means when penetrating into the female contact partner, so that the elastic means are brought into a state of tension.
  • the at least one male contact partner can also be spring-loaded.
  • the term "springing" is to be understood in the context of the invention in such a way that the spring-loaded contact partner is operatively connected to the elastic means for reducing the relative movements between the contact partners.
  • the elastic means can act on one of the contact partners in order to reduce the relative movements between the contact partners, as a result of which springing of the corresponding contact partner is advantageously achieved.
  • the at least one elastic means is in a stressed or clamped state in the plugged-in state, in which the energy supply device and the machine tool are connected to one another. It is preferred within the meaning of the invention that the elastic means are also prestressed in the non-installed state, whereby a flow of forces within the energy supply device is closed as a result.
  • the at least one female contact partner can thereby be supported on the energy supply device.
  • the power density of the contact produced can be significantly increased, so that a transmission of electrical currents in a range of more than 50 amps, preferably more than 70 amps or more preferably more than 100 amperes is made possible.
  • the service life of the proposed contact system can be significantly extended, so that the proposed contact system is particularly well suited for power supply devices with long service lives and/or high output currents, because the higher mechanical and/or electrical requirements for an interface can be optimally met by the invention .
  • the at least one female contact partner is arranged on the energy supply device.
  • the at least one female contact partner can preferably be formed by a receiving clamp which is designed to receive the sword of the male contact partner.
  • the female contact partner can have two legs made of an elastic material, the legs being pressed apart when the male contact partner is inserted, so that the male contact partner comes to rest in an interior space of the female contact partner or the receiving clamp.
  • the connected or plugged-in state of the interface is spoken of.
  • the legs of the receiving clip of the female contact in this connected state press against the tongue or protruding portion of the male contact, so that a contact area is created between the contacts .
  • Electrical current or electrical energy is preferably exchanged between the contact partners via this contact area, so that current or electrical energy can flow from the energy supply device in the direction of the machine tool. It can also be preferred within the meaning of the invention that the at least one female contact partner is arranged on the machine tool.
  • the legs of the female contact partner can preferably comprise or be made of spring steel.
  • spring steel In addition to spring steel, other metals, metal alloys or plastics with elastic properties can also be used to produce the female contact partner. Materials with good conductivity, a high yield point and/or low relaxations, such as CuFe2P or CuCrSiTi, can be very particularly preferred.
  • the legs of the female contact partner or the receiving clamp have a minimum spacing in the contact area in order to enable particularly good contact with the male contact partner.
  • the female contact partner preferably has a taper in the contact area with the male contact partner, which is defined by the minimum distance between the thighs of the female contact partner.
  • the legs of the female contact partner have copper or are coated with a copper layer in the contact area or in the area of the taper or in the area of the minimum distance between the legs. Additionally, coatings including but not limited to nickel and/or silver may be used.
  • the current flow or the flow of electrical energy from the energy supply device to the machine tool can be further optimized by the coating material, which is preferably present in the contact area between the male and female contact partners of the proposed interface, so that in particular high currents, such as 50 amps, 70 amps or 100 and more amps can flow through the interface.
  • the female contact partner can comprise a preferably spring-loaded clamp or receiving clamp, while the male contact partner can have an insertion element that can be inserted into the clamp or the receiving clamp.
  • the at least one elastic means for reducing the relative movement comprises at least one elastic element.
  • the male contact partner and the female contact partner can form a unit in the connected state, which is produced by inserting the male contact partner into the female contact partner.
  • the elastic means for reducing the relative movement between the contact partners is operatively connected to the unit made up of female and male contact partners, ie acts on the unit or one of the contact partners of the interface. In the connected state, the unit of male and female contact partners can be pushed in the direction of the machine tool or in the direction of the energy supply device such that the energy supply device can move independently of the unit of male and female contact partners.
  • the vibration-sensitive unit made up of male and female contact partners to be decoupled from the energy supply device, the decoupling of the unit and the energy supply device significantly improves the resilience of the interface, its service life and its robustness to undesired heating.
  • the provision of the at least one elastic means for reducing the relative movement can give the unit of male and female contact partners a freedom of movement, which is referred to as "play" in the context of the invention. Within this movement space, the unit can move without hitting the boundary walls of the movement space.
  • the power supply device can move around it independently of the unit, so that the movement of the power supply device is decoupled from the touch- and vibration-sensitive unit of male and female contact partner is.
  • the at least one elastic means for reducing the relative movement advantageously ensures that the touch-sensitive and vibration-sensitive pairs of male and female contact partners are decoupled from the energy supply device and so on are protected from their movements and vibrations.
  • At least one male and one female contact partner each form a unit, this unit being in a connected state and decoupled from a movement of the energy supply device.
  • this decoupling of the unit made up of male and female contact partners and the energy supply device is brought about in particular by the at least one elastic means for reducing the relative movement, which is made of on one of the contact partners or on the unit attacks at least one male and one female contact partner.
  • the elastic means for reducing the relative movement between the contact partners are set up to act on one of the contact partners or on the unit made up of one male and one female contact partner.
  • the decoupling of the unit from the energy supply device occurs in particular when there is at least one elastic means for reducing the relative distances between the contact partners on the energy supply device.
  • the unit of male and female contact partners can preferably be decoupled from the machine tool.
  • the interface has one to eight, preferably two to six and most preferably four female contact partners.
  • the interface preferably has a corresponding number of male contact partners, so that one male contact partner and one female contact partner can form a contact pair. It is preferred within the meaning of the invention that the male contact partners are arranged on the machine tool, while the female contact partners are arranged on the energy supply device. It can of course also be preferred within the meaning of the invention that the male contact partners are arranged on the energy supply device, while the female contact partners are arranged on the machine tool.
  • the interface comprises a receiving device for receiving at least one female contact partner and/or at least one male contact partner.
  • the receiving device can be set up to receive at least one female contact partner or at least one male contact partner or at least one female and at least one male contact partner.
  • the receiving device can receive at least one female contact partner.
  • the female contact partners it may be preferable for the female contact partners to be arranged individually at the interface or for them to be part of a receiving device, with the individual female contact partners or the receiving device being either part of the machine tool or the energy supply device.
  • the individual female contact partners or the receiving device are/is components of the energy supply device.
  • the receiving device can form a drawer or a cassette in which female contacts and/or male contacts can be accommodated.
  • a contact block can advantageously be provided, so that the female contact partners move together or can be moved together.
  • the receiving device can accommodate one to eight, preferably two to six and most preferably four female contact partners.
  • the contact partners of the interface are spring-loaded individually or that a contact block formed by the contact partners is spring-loaded as a whole. If the contact partners are spring-loaded individually, the contact partners can be individually operatively connected to the elastic means to reduce the relative travel. If the interface on one of the system participants—ie machine tool or energy supply device—for example includes four contact partners, each of these four contact partners can be assigned an elastic means or an elastic element. In this embodiment of the invention, reference is preferably made to “individual spring-loading of the power contacts of the interface”. Alternatively, it can be preferred within the meaning of the invention that an entire contact block, which preferably comprises a plurality of contact partners—female and/or male—is spring-loaded as a whole.
  • Such a contact block is preferably also referred to as a contact center block within the meaning of the invention, it being possible for the contact center block to be formed by a receiving device with power contacts. It is preferred within the meaning of the invention that the contact block or the receiving device is operatively connected to an elastic means or an elastic element. For the purposes of the invention, this preferably means that an elastic means or an elastic element is assigned to the contact block or the receiving device. In this embodiment of the invention, reference is preferably made to a “spring-loaded receiving device” or a “spring-loaded contact means block”. It is preferred within the meaning of the invention that the interface includes communication elements for exchanging data between the machine tool and the energy supply device.
  • the interface can include at least two communication elements, with a first communication element being arranged on the machine tool and a second communication element being arranged on the energy supply device.
  • the communication elements can be set up to establish a communication connection between the machine tool and the energy supply device, it being possible for the communication connection to be wired or wireless.
  • the communication connection between the machine tool and the energy supply device can be wired or “wireless”.
  • wireless communication between the machine tool and the energy supply device can be based on Bluetooth, WLAN, Zigbee, radio, near-field communication or the like.
  • transmitters and receivers can be provided as communication elements.
  • the interface comprises four power contacts and two communication elements.
  • the power contacts and the communication elements can be arranged together in a receiving device, with the common receiving device being assigned an elastic spring-loading means.
  • the power contacts are individually spring-loaded and that the communication elements have their own communication receiving device.
  • Individual spring-loading of the power contacts of the interface can be provided by assigning elastic means to the movably mounted power contacts of the interface.
  • the communication elements are integrated in the receiving device.
  • the receiving device can have at least one communication element for transmitting data between the machine tool and the energy supply device.
  • the communication elements can preferably also be referred to as “communication plugs”, in particular when the communication connection is in the form of a cable.
  • the receiving device has two communication elements, wherein the communication elements can preferably be arranged centrally within the receiving device.
  • two female contact partners can be arranged on one side of the preferably centrally arranged two communication elements and two female contact partners on the other side of the communication elements.
  • the communication elements can be arranged one above the other, for example.
  • the power contacts of the interface ie the female and male contact partners of the interface
  • the power contacts of the interface can be individually spring-loaded, while a separate small receiving device is provided for the communication elements of the interface, which therefore has its own drawer or cassette for the communication elements forms.
  • the receiving device for the communication elements can also be part of the interface between the machine tool and the energy supply device.
  • the at least one elastic means for reducing the relative movement of the receiving device is assigned—preferably as a whole.
  • a receiving device which can receive four female contact partners, for example, can be present with an elastic element connected to the corresponding system component—machine tool or energy supply device.
  • the decoupling then takes place, for example, between the energy supply device and/or the machine tool on the one hand and the receiving device on the other side, so that the female contact partners in the receiving device are decoupled from the movements and/or vibrations of the energy supply device or are protected from them .
  • the decoupling takes place between the receiving device and the machine tool, so that the interface can advantageously also be decoupled from the movements and/or vibrations of the machine tool.
  • the at least one elastic means for reducing the relative movement is assigned to a contact pair consisting of female and male contact partners.
  • each contact pair consisting of female and male contact partners can have its own elastic means for reducing the relative movement, such as an elastic element, and can be decoupled from or protected from the movements and/or vibrations of the energy supply device with the help of the elastic means.
  • elastic means which counteract a relative movement between the energy supply device and the machine tool can.
  • the energy supply device and machine tool are detachably connected to one another via an interface, the interface including male and female contact partners.
  • the female contact partners can be in the form of individual contacts, with each female contact partner being designed to receive a male contact partner or his sword.
  • the female contact partners can form a contact block ("receptacle" or "drawer"), which can be part of the energy supply device or the machine tool. It is particularly preferred within the meaning of the invention that the female contact partners are arranged on the energy supply device. However, it can also be preferred that the female contact partners are arranged on the machine tool.
  • the male contact partners can be designed as individual contacts, with each male contact partner being designed to form a contact pair with a female contact partner with a contact area for the transmission of electrical energy.
  • the male contact partners can form a contact block, which can be part of the energy supply device or the machine tool. It is particularly preferred within the meaning of the invention that the male contact partners are arranged on the machine tool. However, it can also be preferred that the male contact partners are arranged on the energy supply device.
  • the at least one elastic means for reducing the relative movement between the contact partners is preferably set up to prevent or reduce a relative movement between the contact partners of the interface or the machine tool and the energy supply device. The at least one elastic means for reducing the relative movement can act individually on the male and/or female contact partners of the interface.
  • the at least one elastic means can also be preferable for the at least one elastic means to reduce the relative movement to act on the contact blocks or the receiving device for the female contact partners, which are usually formed by two to eight contact partners.
  • the individual female and/or male individual contacts or the contact blocks formed from them can be arranged both on the machine tool and on the energy supply device, with an arrangement of the female contact partners in the area of the energy supply device and an arrangement of the male contact partners in the area of the machine tool being particularly preferred is.
  • the invention in a second aspect, relates to an interface for transmitting electrical energy between a machine tool and an energy supply device.
  • the terms introduced for the system of machine tool and energy supply device, Definitions and technical advantages preferably apply analogously to the interface.
  • the interface preferably has at least one male and at least one female contact partner and is characterized in that the female contact partner and the male contact partner are in contact with one another in at least a first contact area and in a second contact area, the first contact area being definable by a first contact normal force and the second contact area is definable by a second normal contact force, the first normal contact force and the second normal contact force having different orientations.
  • a male and a female contact partner form a unit, the unit being in a connected state and decoupled from a movement of the energy supply device.
  • the invention relates to an energy supply device for use in the proposed system.
  • the energy supply device is preferably an energy supply device with a particularly long service life and/or an energy supply device that is set up to deliver particularly high currents, in particular constant currents of more than 50 amps, preferably more than 70 amps and most preferably of more than 100 amps.
  • the energy supply device can preferably have an accumulator or a preferably rechargeable battery. It is of course also possible within the meaning of the invention for the energy supply device to have two or more rechargeable batteries and/or batteries.
  • the accumulators and/or batteries can have so-called battery packs, which include cylindrical cells, for example. These cylindrical cells may contain, for example, but not limited to, a chemical substance including lithium ions, magnesium ions, and/or sodium ions. However, other cell types, for example with cuboid or cubic cells, can also be used in the context of the present invention.
  • the energy supply device is preferably an energy supply device with a particularly long service life and/or an energy supply device that is set up to deliver particularly high currents, in particular constant currents of more than 50 amps, preferably more than 70 amps and most preferably of more than 100 amps.
  • the particularly long service life can preferably result in the energy supply device surviving a particularly large number of insertion processes or insertion cycles without wearing out.
  • the particularly long service life can mean that the chemical components of the energy supply device are set up to be able to be charged more frequently than previous energy supply devices without significantly aging.
  • a major advantage of the proposed contact system is that such powerful energy supply devices can be connected to it safely and easily.
  • the proposed contact system is able to transmit high currents and can be used throughout the entire service life of the energy supply devices without wearing out.
  • the advantages of new cell and battery technologies can be optimally utilized with the aid of the invention.
  • a contact system of machine tool and energy supply device can be provided that enables efficient use of energy supply devices in battery-operated machine tools, in particular for applications and applications that have very high electrical power requirements and / or very high service life requirements for the system or its interface.
  • the energy supply device comprises at least one energy storage cell (“cell”), the at least one cell having an internal resistance DCR_I of less than 10 milliohms (mOhm).
  • the internal resistance DCR_I of the at least one cell can be less than 8 milliohms and preferably less than 6 milliohms.
  • the internal resistance DCR_I is preferably measured according to the IEC61960 standard.
  • the internal resistance DCR_I represents in particular the resistance of a cell of the energy supply device, with any components or accessories of the cell making no contribution to the internal resistance DCR_I.
  • a low internal resistance DCR_I is advantageous, as this means that unwanted heat that needs to be dissipated does not arise at all.
  • the internal resistance DCR_I is in particular a direct current resistance that can be measured inside a cell of the proposed energy supply device.
  • the internal resistance DCR_I can also have intermediate values, such as 6.02 milliohms; 7.49 milliohms; 8.33 milliohms; 8.65 milliohms or 9.5 milliohms.
  • a power supply device which has particularly good thermal properties in the sense that it can be operated particularly well at low temperatures, with the cooling effort being surprising can be kept low.
  • an energy supply device with a cell internal resistance DCR_I of less than 10 milliohms is particularly well suited to particularly powerful To supply machine tools with electrical energy.
  • Such energy supply devices can thus make a valuable contribution to enabling battery-operated machine tools to be used in areas of application which experts had previously assumed that these areas of application were not accessible to battery-operated machine tools.
  • a possibility can be created for supplying a battery or accumulator-operated machine tool with a power supply device according to the invention with a high output power over a long period of time without damaging the surrounding plastic components or the cell chemistry within the cells of the power supply device.
  • a ratio of a resistance of the at least one cell to a surface area A of the at least one cell is less than 0.2 milliohms/cm 2 , preferably less than 0.1 milliohms/cm 2 and most preferred less than 0.05 milliohms/cm 2 .
  • the surface of the cell can be formed by the outer surface of the cylinder and the top and bottom of the cell.
  • a ratio of a resistance of the at least one cell to a volume V of the at least one cell is less than 0.4 milliohms/cm 3 , preferably less than 0.3 milliohms/cm 3 and most preferably less than 0.2 milliohms/cm 3 .
  • the person skilled in the art knows the formulas for calculating the surface area or the volume of such a geometric body for customary geometric shapes such as cuboids, cubes, spheres or the like.
  • the term “resistance” preferably designates the internal resistance DCR_I, which can preferably be measured according to the IEC61960 standard. This is preferably a DC resistor.
  • the at least one cell has a heating coefficient of less than 1.0 W/(Ah A), preferably less than 0.75 W/(Ah A) and particularly preferably less than 0 .5W/(Ah ⁇ A).
  • the at least one cell may be configured to deliver a current greater than 1,000 amperes/liter in a substantially constant manner.
  • the discharge current is specified in relation to the volume of the at least one cell, with the spatial unit of measurement "liter" (I) being used as the unit for the volume.
  • the cells according to the invention are thus capable of delivering a discharge current of essentially constantly greater than 1,000 A per liter of cell volume.
  • a cell with a volume of 1 liter is capable of delivering a substantially constant discharge current of greater than 1000 A, the at least one cell also having a heating coefficient less than 1.0 W/(Ah ⁇ A).
  • the at least one cell of the proposed energy supply device can have a heating coefficient of less than 0.75 W/(Ah*A), preferably less than 0.5 W/(Ah*A).
  • the unit of the heating coefficient is watts / (ampere-hours ⁇ ampere).
  • the heating coefficient can also have intermediate values, such as 0.56 W/(Ah.A); 0.723 W/(Ah.A) or 0.925 W/(Ah.A).
  • the invention advantageously makes it possible to provide an energy supply device with at least one cell, which has reduced heating and is therefore particularly well suited for supplying machine tools in which high power and high currents, preferably constant currents, are desired for operation.
  • an energy supply device for a machine tool can be provided with the invention, in which the heat that may arise during operation of the machine tool and when electrical energy is supplied to the machine tool can be dissipated in a particularly simple and uncomplicated manner. Tests have shown that with the invention not only existing heat can be dissipated better. Rather, the invention prevents heat from being generated or the amount of heat generated during operation of the machine tool can be significantly reduced with the invention.
  • an energy supply device can be provided which, above all, can optimally supply such machine tools with electrical energy that place high demands on power and discharge current.
  • the invention can be used to provide an energy supply device for particularly powerful machine tools that are used, for example, to carry out heavy drilling or demolition work on construction sites.
  • machine tool is to be understood as a typical piece of equipment that can be used on a construction site, for example a building construction site and/or a civil engineering construction site. It can be, without being limited to, rotary hammers, chisels, core drills, angle grinders or cut-off grinders, cutting devices or the like.
  • auxiliary devices such as those occasionally used on construction sites, such as lamps, radios, vacuum cleaners, measuring devices, construction robots, wheelbarrows, transport devices, feed devices or other auxiliary devices can be "machine tools" within the meaning of the invention.
  • the machine tool can in particular be a mobile machine tool, in which case the proposed energy supply device can also be used in particular in stationary machine tools, such as column-guided drills or circular saws.
  • stationary machine tools such as column-guided drills or circular saws.
  • hand-held power tools that are, in particular, rechargeable or battery-operated.
  • the at least one cell has a temperature-cooling half-life of less than 12 minutes, preferably less than 10 minutes, particularly preferably less than 8 minutes.
  • this preferably means that a temperature of the at least one cell is halved in less than 12, 10 or 8 minutes in the case of free convection.
  • the temperature-cooling half-life is preferably determined when the energy supply device is in an idle state, i.e. when the energy supply device is not in operation, i.e. when it is connected to a machine tool.
  • energy supply devices with temperature-cooling half-times of less than 8 minutes have proven to be particularly suitable for use in powerful machine tools.
  • the temperature-cooling half-time can also have a value of 8.5 minutes, 9 minutes 20 seconds or 11 minutes 47 seconds.
  • the heat generated during operation of the machine tool or when it is being charged remains within the at least one cell for only a short time.
  • the cell can be recharged particularly quickly and is quickly available for renewed use in the machine tool.
  • the thermal load on the component of the energy supply device or the machine tool can be significantly reduced with the proposed energy supply device.
  • the energy supply device can be protected and its service life can be extended.
  • the at least one cell is arranged in a battery pack of the energy supply device.
  • a number of individual cells can preferably be combined in the battery pack and in this way optimally inserted into the energy supply device.
  • 5, 6 or 10 cells can form a battery pack, with integer multiples of these numbers also being possible.
  • the energy supply device can have individual cell strings, which can include, for example, 5, 6 or 10 cells.
  • An energy supply device with, for example, three strings of five cells can include, for example, 15 individual cells.
  • the energy supply device has a capacity of at least 2.2 Ah, preferably at least 2.5 Ah. Tests have shown that the capacitance values mentioned are particularly well suited for the use of high-performance machine tools in the construction industry and correspond particularly well to the local requirements for the availability of electrical energy and the possible service life of the machine tool.
  • the at least one cell of the energy supply device is preferably set up to deliver a discharge current of at least 20 A over at least 10 s.
  • a cell of the energy supply device can be designed to provide a discharge current of at least 20 A, in particular at least 25 A, over at least 10 s.
  • the at least one cell of an energy supply device can be set up to provide a continuous current of at least 20 A, in particular of at least 25 A.
  • peak currents in particular brief peak currents
  • An energy supply device with powerful cooling is therefore particularly advantageous.
  • the at least one cell of the energy supply device can provide at least 50 A over 1 second.
  • the at least one cell of the energy supply device is set up to provide a discharge current of at least 50 A over at least 1 s.
  • Machine tools can often require high performance for a short period of time.
  • a power supply device whose cells are capable of delivering such a peak current and/or such a continuous current can therefore be particularly suitable for powerful machine tools such as those used on construction sites.
  • the at least one cell comprises an electrolyte, the electrolyte preferably being in a liquid state at room temperature.
  • the electrolyte may include, but is not limited to, lithium, sodium, and/or magnesium.
  • the electrolyte can be lithium-based. Alternatively or additionally, it can also be sodium-based.
  • the accumulator is magnesium-based.
  • the electrolyte-based energy supply device can have a nominal voltage of at least 10 V, preferably at least 18 V, in particular at least 28 V, for example 36 V. A nominal voltage in a range from 18 to 22 V, in particular in a range from 21 to 22 V, is very particularly preferred.
  • the at least one cell of the energy supply device can have a voltage of 3.6 V, for example, without being limited to this.
  • the energy supply device is charged, for example, with a charging rate of 1.5 C, preferably 2 C and most preferably 3 C.
  • a charging rate xC can be understood as the current intensity that is required to to fully charge a discharged energy supply device in a fraction of an hour corresponding to the numerical value x of the charging rate x C.
  • a charging rate of 3 C enables the battery to be fully charged within 20 minutes.
  • the at least cell of the energy supply device has a surface area A and a volume V, with a ratio A/V of surface area to volume being greater than six times, preferably eight times and particularly preferably ten times the reciprocal of the third root of volume.
  • the formulation that the surface area A of the at least one cell is greater than, for example , eight times the cube root of the square of the volume V can preferably also be expressed by the formula A >8* V ⁇ ( 2/3 ). In another notation, this relationship can be described by the fact that the ratio A/V of surface area to volume is greater than eight times the reciprocal value of the cube root of the volume.
  • values in the same basic unit must always be used. For example, if a value for the surface area in m 2 is substituted into the above formula, then a value in units for the volume is preferably substituted in m 3 . For example, if a value for surface area in units of cm 2 is substituted into the above formula, a value for volume is preferably substituted in units of cm 3 . For example, if a value for surface area in units of mm 2 is substituted into the above formula, a value for volume is preferably substituted in units of mm 3 .
  • Cell geometries which, for example, satisfy the relation of A >8* V ⁇ ( 2/3 ) advantageously have a particularly favorable ratio between the outer surface of the cell, which is decisive for the cooling effect, and the cell volume.
  • the inventors have recognized that the ratio of surface area to volume of the at least one cell of the energy supply device has an important influence on the heat dissipation of the energy supply device.
  • the improved cooling capability of the proposed energy supply device can advantageously be achieved by increasing the cell surface area with the same volume and low internal resistance of the at least one cell. It is preferred within the meaning of the invention that a low cell temperature with a simultaneously high power output can preferably be made possible when the internal resistance of the cell is reduced. Reducing the internal resistance of the at least one cell can result in less heat being generated.
  • a low cell temperature can be achieved by using cells in which the surface area A of at least one cell within the power supply device is greater than six times, preferably eight times and particularly preferably that Ten times the cube root of the square of the volume V of the at least one cell. In this way, in particular, the heat dissipation to the environment can be improved.
  • energy supply devices whose cells fulfill the stated relationship can be cooled significantly better than previously known energy supply devices with, for example, cylindrical cells.
  • the above relationship can be fulfilled, for example, in that the cells of the proposed energy supply device have a cylindrical basic shape, but additional surface-enlarging elements are arranged on their surface. This can be, for example, ribs, teeth or the like.
  • the cells of the proposed energy supply device can have an essentially cuboid or cubic basic shape.
  • the at least one cell has a cell nucleus, with no point within the cell nucleus being more than 5 mm away from a surface of the energy supply device.
  • heat can be generated in the cell nucleus.
  • this heat can be transported over a relatively short distance to the surface of the cell of the energy supply device.
  • the heat can be optimally dissipated from the surface.
  • Such an energy supply device can therefore have good cooling, in particular comparatively good self-cooling.
  • the time it takes for the limit temperature to be reached can be lengthened and/or the limit temperature can advantageously be completely avoided.
  • a relatively homogeneous temperature distribution can be achieved within the cell nucleus. This can result in a uniform aging of the accumulator. This in turn can increase the lifetime of the power supply device.
  • the at least one cell has a maximum constant current output of greater than 50 amperes, preferably greater than 70 amperes, most preferably greater than 100 amperes.
  • the maximum constant current output is the amount of Current of a cell or power supply device that can be drawn without the cell or power supply device reaching an upper temperature limit. Potential upper temperature limits may range from 60°C or 70°C, but are not limited thereto.
  • the unit of maximum constant current output is ampere.
  • values between 50 and 70 A should also be considered disclosed for the maximum constant current output, ie for example 51; 62.3; 54, 65.55 or 57.06 amps, etc.
  • values between 70 and 100 A should also be considered disclosed, for example 72; 83.3; 96, 78.55, 87.25 or 98.07 amps etc.
  • the energy supply device has a discharge C-rate of greater than 80*t ⁇ (-0.45), where the letter "t" stands for time in seconds.
  • the C rate advantageously enables the charging and discharging currents for energy supply devices to be quantified, the discharge C rate used here in particular enabling the quantification of the discharging currents from energy supply devices.
  • the C rate can be used to specify the maximum allowable charge and discharge currents.
  • These charging and discharging currents preferably depend on the nominal capacity of the energy supply device.
  • the unusually high discharge C rate of 80 ⁇ t ⁇ (-0.45) advantageously means that particularly high discharge currents can be achieved with the proposed energy supply device, which are required for the operation of powerful machine tools in the construction industry.
  • the discharge currents can be in a range of greater than 50 amperes, preferably greater than 70 amperes, or even more preferably greater than 100 amperes.
  • the cell has a cell temperature gradient of less than 10 Kelvin.
  • the cell temperature gradient is preferably a measure of temperature differences within the at least one cell of the proposed energy supply device, it being preferred in the context of the invention that the cell has a temperature distribution that is as uniform as possible, ie that a temperature in an inner region of the cell deviates as little as possible from a Temperature measured in the area of a shell or outer surface of the cell.
  • figure 1 shows a possible embodiment of the system 100 from the machine tool 10 and the energy supply device 20.
  • the machine tool 10 is shown on the left half of the figure and the energy supply device 20 on the right half of the figure.
  • Machine tool 10 has two male contact partners 50, with swords 52 in particular in 1 are shown.
  • the male contact partners 50 are part of an interface 30 , the interface 30 also having female contact partners 40 .
  • in the in 1 illustrated embodiment of the invention are the female contact partners 40 arranged on the energy supply device 20 before.
  • the female contact partners 40 can represent individual contacts or - as in 1 and 2 shown - integrated into a block or a drawer.
  • the block or drawer containing the female contacts 40 is referred to as the receptacle 80 (see Fig 2 ).
  • the interface 30 also includes at least one elastic means 60 for reducing a relative path between the male contact partners 50 and the female contact partners 40.
  • the at least one elastic means 60 can include an elastic element 62, which can be a spring or a spiral spring, for example. However, all other conceivable elastic elements 62 are also possible and conceivable.
  • the contact of the contact partners 40, 50 and the compression of the elastic means 60 to reduce a relative path results in play or a space for movement in which a unit 70 (see 3 ) of male contact partner 50 and female contact partner 40 can be present.
  • a movement or vibration of the energy supply device 20 then results in the unit 70 made up of male contact partner 50 and female contact partner 40 having sufficient play so as not to collide with the boundary walls of the movement space.
  • the close contact between the contact partners 40, 50 means that particularly high currents can flow from the energy supply device 20 to the machine tool.
  • the male contact partners 50 are arranged on the machine tool 10 and the female contact partners 40 on the energy supply device 20
  • a mirrored arrangement may also be possible in which the male contact partners 50 are arranged on the energy supply device 20 and the female contact partners 40 on the machine tool 10.
  • the male contact partners 50 are spring-loaded, ie are connected to an elastic means 60 for reducing a relative path.
  • An insertion direction 34 is shown in the figures, which indicates the direction in which the contact partners 40, 50 of the interface 30 can be inserted or pushed into one another in order to establish an electrically conductive connection.
  • FIG. 2 shows a possible embodiment of the upper side of an energy supply device 20 of a preferred embodiment of the proposed system 100.
  • Four female contact partners 40 which are arranged in a receiving device 80, are shown.
  • the receiving device 80 can also accommodate male contact partners 50 or male contact partners 50 and female contact partners 40 .
  • the receiving device 80 is set up in particular to receive the power or current contacts 40, 50 of the interface 30.
  • the interface 30 can have communication elements 90 which can be arranged, for example, in the area of the receiving device 80 or can be part of the receiving device 80 .
  • the communication elements 90 can be arranged in the middle or centrally in the receiving device 80 and can be provided for the transmission of data between the machine tool 10 and the energy supply device 20 .
  • the communication elements 90 can be set up to establish a communication connection 92 between the machine tool 10 and the energy supply device 20, wherein the communication connection 92 can be wired or wireless. Communication link 92 is in 1 represented schematically by the dashed line between the communication elements 90 .
  • the receiving device 80 can also have communication elements 90 which are preferably arranged in the middle or centrally in the receiving device 80 .
  • the communication elements 90 are preferably provided for the transmission of data between the machine tool 10 and the energy supply device 20 .
  • FIG. 3 shows a possible embodiment of a unit 70 from a female contact partner 40 and a male contact partner 50.
  • an interface 30 which has a female contact partner 40 and a male contact partner 50 .
  • FIG. 3 shows 3 a connected state in which the energy supply device 20 and the machine tool 10 are connected to one another, so that current or electrical energy can flow from the energy supply device 20 in the direction of the machine tool 10 .
  • the blade 52 of the male contact partner 50 is located in the receiving clamp 44 or the legs 44 of the female contact partner 40, with the contact partners 40, 50 forming a contact area 32 with one another, via which the current or the electrical energy from the energy supply device 20 can be transmitted to the machine tool 10.
  • the contact area 32 is formed in particular in the area of a taper 42 of the female contact partner 40, in which the legs 44 or the components of the receiving clamp 44 of the female contact partner 40 assume a minimum distance from one another. As a result, the legs 44 of the female contact partner 40 lie particularly tightly against the sword 52 of the male contact partner 50 .
  • the contact area 32 preferably represents a first contact area 110.
  • a first contact normal force 112 is oriented essentially perpendicular to the insertion direction 34 in the first contact area 110 of the interface 30.
  • FIG. 4 shows a possible embodiment of a unit 70 from a female contact partner 40 and a male contact partner 50.
  • the at least one female contact partner 40 having an elastic means 60 for reducing the relative distance between the contact partners 40, 50 is spring-loaded or prestressed.
  • the sword 52 of the male contact partner 50 is received in an interior space 48 of the female contact partner 40, this interior space 48 being formed by the thighs 44 of the female contact partner 40.
  • the contact between the contact partners 40, 50 consists in particular in a contact area 32 of the interface 30, which in 4 illustrated embodiment of the invention is arranged in the region of the smallest distance between the legs 44 of the female contact partner 40.
  • This contact area 32 is preferably also referred to as first contact area 110 within the meaning of the invention.
  • the first contact normal force 112 is in 4 shown with the arrows pointing at each other.
  • the first contact normal force 112 is preferably essentially perpendicular to a virtual central axis through the sword 52 of the male contact partner 50.
  • the first contact normal force 112 can also be essentially perpendicular to the second contact normal force 122, which is generated by a second contact area 120 of the interface 30 is defined.
  • the first normal contact force 112 is oriented essentially perpendicular to the insertion direction 34 of the interface 30
  • the second normal contact force 122 is oriented essentially parallel to the insertion direction 34 of the interface 30 .
  • the second contact area 120 can be formed by stops 49 on the female contact partner 40 and bearing surfaces 56 on the male contact partner 50 .
  • the second contact area 120 is preferably formed between the contact partners 40 , 50 by contact surfaces 49 , 56 , the female contact partner 40 having a contact surface 49 and the male contact partner 50 having a contact surface 56 .
  • the contact surfaces 49, 56 of the contact partners 40, 50 are aligned substantially perpendicularly with respect to the insertion direction 34.
  • the contact surfaces 49, 56 can be described by a surface normal, the surface normal in the figure 5 illustrated embodiment of the invention is oriented substantially parallel to the insertion direction 34.
  • a second contact normal force 122 which is preferably oriented essentially parallel to the insertion direction 34, acts between the contact surfaces 49, 56 of the contact partners 40, 50.
  • the direction in which the second normal contact force 122 acts is indicated in sub-figure 5b) with a black arrow.
  • the second normal contact force 122 is oriented substantially perpendicular to the first normal contact force 112 .
  • Electric current can be transmitted from one contact partner 40, 50 to the other contact partner 50, 40 both in the first contact area 110 and in the second contact area 120 of the interface 30. Tests have shown that the transmission of electric current is particularly without loss, which is due to the close contact between the one contact partner 40, 50 of the interface 30. The transmission of the electric current can be further improved if at least one of the contact partners 40, 50 of the pair of conductors 70 or of the pair 70 of power contacts 40, 50 is spring-loaded.
  • the female contact partner 40 has two stops 49. It is preferred within the meaning of the invention that these two stops 49 have the greatest possible distance from one another, because this improves the mechanical stability of the interface 30 . In particular, the largest possible distance between the stops 49 of the female contact partner 40 effectively protects against undesired tilting of the interface 30, which could impair the current-carrying capacity of the interface 30.
  • the sword 52 of the male contact partner 50 protrudes into an interior space 48 of the female contact partner 40 but does not strike anywhere there.
  • the pointed or wedge-shaped design of the front region 54 of the sword 52 of the male contact partner 50 is preferably intended to push the contact legs 44 of the female contact partner 40 apart in such a way that the sword 52 of the male contact partner 50 can be pushed into the interior space 48 of the female contact partner 40 as easily as possible can slide in.
  • the contact surface 47 of the female contact partner 40 is preferably set up to cover a relative path between the contact partners 40, 50 of the interface 30
  • figure 5 shows different views of a male contact partner 50 and a female contact partner 40 in the connected state.
  • Subfigure 5a shows a side view of the unit 70 made up of female contact partner 40 and male contact partner 50
  • subfigure 5b shows a plan view of the unit 70 made up of female contact partner 40 and male contact partner 50.
  • the female contact partner 40 can be connected to a current conductor 36 , wherein the current conductor 36 can be connected to energy storage cells of the energy supply device 20 , for example, in order to conduct electrical current or energy in the direction of the interface 30 .
  • the current conductor 36 can be formed, for example, by a braided braid.
  • the male contact partner 50 can preferably be arranged on a machine tool 10 or be part of a machine tool 10 .
  • the male contact partner 50 can be set up in particular to absorb the electric current or energy via his sword 52 if the male contact partner 50 and the female contact partner 40, as in figure 5 shown, connected to each other.
  • the sword 52 of the male contact 50 may then be received in an interior space 48 of the female contact 40 and may be in contact with components of the female contact 40 at two locations 110,120.
  • These contact points 110, 120 are in the sense referred to as first contact area 110 and second contact area 120 of the invention.
  • the first contact area 110 is in the area of a taper 42 of the legs 44 of the female contact partner 40 .
  • first contact normal force 112 is preferably oriented essentially perpendicular to an insertion direction 34 of the contact partners 40, 50 to one another.
  • the direction in which the first contact normal force 112 acts is indicated in sub-figure 5b) with a black arrow.
  • the insertion direction 34 preferably corresponds to the direction in which the swords 52 of the male contact partners 50 can be inserted into the contact arms 44 of the female contact partners 40 in order to connect the contact partners 40, 50 of the interface 30.
  • a pair 70 consisting of a male contact partner 50 and a female contact partner 40 is shown in each case. It is preferred within the meaning of the invention that the interface 30 or its connection partner 10, 20 comprises more than one pair of contacts 70.
  • the machine tool 10 and/or the energy supply device 20 can each have four contact partners 40, 50. These contact partners 40, 50 can also be placed in receiving devices 80 (cf. 1 ) are arranged.
  • a female contact partner 40 spring-loaded in the in figure 5 illustrated embodiment of the invention is a female contact partner 40 spring-loaded.
  • the female contact partner 40 is connected to an elastic spring-loading means 60, which can be a spring 62 or another elastic means 62, for example.
  • the elastic means 60 compressed or compressed for springing.
  • a pretension is exerted on the unit 70 from the contact partners 40, 50, which leads to a decoupling of this unit 70.
  • a single spring-loaded female contact partner 40 is thus illustrated.
  • the female contact partner 40 can also have a stop 49 which can interact with a contact surface 56 of the male contact partner 50 .
  • a stop 49 which can interact with a contact surface 56 of the male contact partner 50 .
  • the stability of the connection between the contact partners 40, 50 can be increased.
  • FIG. 5a shown side view of the contact partner pair 70 two stops 49 of the female contact partner 40 are shown, with a first or upper stop 49 on the top of the female contact partner 40 and a second or lower stop 49 on the underside of the female contact partner 40 is arranged. If the female contact partner 40 has two stops 49, it is preferred within the meaning of the invention that these stops 49 have the greatest possible distance from one another. By the providence of Stops 49 which interact with the contact surface 56 of the male contact partner 50 can effectively prevent the contact partners 40, 50 from tilting in relation to one another.
  • the contact surface 56 can have ramps 59 for guiding the stops 49 in order to guide the contact partners 40, 50 to one another when the connection is made between the contact partners 40, 50 in such a way that no damage occurs to the contact partners 40, 50 occur.
  • figure 6 shows different views of a male contact partner 50 and a female contact partner 40 in the separate state, ie that the contact partners 40, 50 are not connected to one another but are separate from one another.
  • Subfigure 6a shows a side view of the unit 70 made up of female contact partner 40 and male contact partner 50
  • subfigure 6b shows a plan view of the unit 70 made up of female contact partner 40 and male contact partner 50.
  • the male contact partner 50 includes a sword 52 for insertion into the female contact partner 40, and a contact surface 56 with ramps 59.
  • the sword 52 of the male contact partner 50 and the contact legs 44 of the female contact partner 40 preferably form the first contact area 110 within the meaning of the invention, while the stops 49 of the female contact partner 40 and the bearing surfaces 56 of the male contact partner 50 form the second contact region 120.
  • a second normal contact force 122 acts in the second contact region 120 and is preferably oriented essentially parallel to an insertion direction 34 of the interface 30 .
  • the direction in which the second contact normal force 122 acts is in Figure 6b ) indicated with a black arrow.
  • the stops 49 and contact surfaces 56 are oriented essentially perpendicularly to the insertion direction 34 of the interface 30.
  • a surface normal of the contact surfaces 49, 56 can be defined, which is oriented essentially parallel to the insertion direction 34, the surface normal being oriented essentially perpendicular to the contact surfaces 49, 56.
  • a first contact area 110 can be formed by the contact arms 44 of the female contact partner 40 and the sword 52 of the male contact partner 50 .
  • a first normal contact force 122 acts in this first contact region 110 and is preferably oriented essentially perpendicular to an insertion direction 34 of the interface 30 .
  • the direction in which the first contact normal force 112 acts is in Figure 6b ) indicated with a black arrow.
  • the female contact partner 40 is spring-loaded, ie the female contact partner 40 is connected to an elastic means 60, which in 6 is relaxed, ie the spring 62 or the elastic means 62 of the elastic means 60 for springing is in a non-compressed state.
  • the female contact partner 40 shown can be part of an energy supply device 20, wherein the female contact partner 40 can be connected to other components of the energy supply device 20 via a current conductor 36.
  • the current conductor 36 can be in the form of braided braid or can include such a braid.
  • figure 7 shows a detailed view of a preferred embodiment of a female contact partner 40.
  • the in 7 The illustrated embodiment of the female contact partner 40 has two contact arms 44 on each side, into which a sword 52 of a male contact partner 50 (in 7 not shown) can be introduced.
  • the blade 52 of the male contact 50 and the contact arms 44 of the female contact 40 may form a first contact area 110 of the interface 30 .
  • the inside 7 shown female contact partner 40 is connected to an elastic element 60 for springing, so that the female contact partner 50 is preferably spring-loaded.
  • the stops 49 are shown in particular, which are connected to contact surfaces 56 of the male contact partner 50 (in 7 not shown) can form a second contact area 120 of the interface 30 .
  • Electric current can flow through the contact areas 110, 120 of the interface 30 and electric energy can thus be transmitted from one contact partner 40, 50 to the other contact partner 50, 40.
  • the current-carrying areas of the contact areas 110, 120 of the interface 30 are in particular in 8 shown.
  • the stops 49 are spaced as far apart as possible in order to enable the most stable possible mechanical connection between the contact partners 40, 50.
  • the distance is in particular essentially perpendicular to the direction of the first contact normal force 112 and essentially perpendicular to the insertion direction 34 of the interface 30.
  • the largest possible distance between the stops 49 ensures in particular that the interface 30 is particularly well protected against tilting movements.
  • FIG 8 shows a detailed view of a preferred embodiment of a male contact partner 50.
  • the in figure 8 The male contact partner 50 shown has a sword 52 with a front area 54, as well as an upper and a lower contact surface 56.
  • the contact surfaces 56 can be connected to the stops 49 of the female contact partner 40 (in 8 not shown) interact and form a second contact area 120 .
  • the blade 52 of the male contact partner 50 protrudes into an interior space 48 of the female contact partner 40 without coming into contact with a component of the female contact partner 40 are present.
  • the front area 54 of the sword 52 of the male contact partner 50 is preferably tapered or wedge-shaped in order to widen the contact arms 44 of the female contact partner 40 when the contact partners 40, 50 are connected so that the sword 52 can be inserted particularly easily into an interior space 48 of the female contact partner 40 can be introduced.
  • the shaded area of the in figure 8 The illustrated sword 52 of the male contact partner 50 is "clasped" in the connected state of the interface 30 by the contact arms 44 of the female contact partner 40, whereby a first contact area 110 between the contact partners 40, 50 is formed. According to the invention, it is preferred that electric current can flow through both contact areas 110, 120, with these areas through which current flows in figure 8 are shown hatched.
  • the male contact 50 may also have ramps 59 that help bring the stops 49 of the female contact 40 and the abutment surfaces 56 of the male contact 50 together.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System umfassend eine Werkzeugmaschine und eine Energieversorgungsvorrichtung, wobei die Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung der Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie vorgesehen ist. Die Energieversorgungsvorrichtung kann über eine Schnittstelle lösbar mit der Werkzeugmaschine verbunden werden, wobei die Schnittstelle mindestens einen weiblichen Kontaktpartner und einen männlichen Kontaktpartner umfasst. Der weibliche Kontaktpartner und der männliche Kontaktpartner liegen mindestens einem ersten Kontaktbereich und in einem zweiten Kontaktbereich in Kontakt miteinander vor. Der erste Kontaktbereich kann von einer ersten Kontaktnormalkraft definiert werden, während der zweite Kontaktbereich von einer zweiten Kontaktnormalkraft definiert werden kann, wobei die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft unterschiedliche Orientierungen aufweisen. Die Schnittstelle kann darüber hinaus ein elastisches Mittel zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen dem männlichen Kontaktpartner und dem weiblichen Kontaktpartner aufweisen. In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung eine Schnittstelle zur Übertragung von elektrischer Energie, sowie eine Energieversorgungsvorrichtung.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System umfassend eine Werkzeugmaschine und eine Energieversorgungsvorrichtung, wobei die Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung der Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie vorgesehen ist. Die Energieversorgungsvorrichtung kann über eine Schnittstelle lösbar mit der Werkzeugmaschine verbunden werden, wobei die Schnittstelle mindestens einen weiblichen Kontaktpartner und einen männlichen Kontaktpartner umfasst. Der weibliche Kontaktpartner und der männliche Kontaktpartner liegen mindestens einem ersten Kontaktbereich und in einem zweiten Kontaktbereich in Kontakt miteinander vor. Der erste Kontaktbereich kann von einer ersten Kontaktnormalkraft definiert werden, während der zweite Kontaktbereich von einer zweiten Kontaktnormalkraft definiert werden kann, wobei die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft unterschiedliche Orientierungen aufweisen. Die Schnittstelle kann darüber hinaus ein elastisches Mittel zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen dem männlichen Kontaktpartner und dem weiblichen Kontaktpartner aufweisen. In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung eine Schnittstelle zur Übertragung von elektrischer Energie, sowie eine Energieversorgungsvorrichtung.
    • Hintergrund der Erfindung:
  • Sogenannte kabellose Werkzeugmaschinen, wie beispielsweise Akku-Schrauber, Bohrmaschinen, Sägen, Schleifgeräte, oder dergleichen, können zur Energieversorgung mit einer Energieversorgungsvorrichtung verbunden werden. Die Energieversorgungsvorrichtung kann beispielsweise als Akkumulator ("Akku") ausgebildet sein oder einen solchen umfassen. Akkumulatoren weisen üblicherweise eine Vielzahl an Energiespeicherzellen auf, auch Akku-Zellen genannt, mit deren Hilfe elektrische Energie aufgenommen, gespeichert und wieder abgegeben werden kann. Wenn der Akkumulator mit einer Werkzeugmaschine verbunden ist, kann die in den Energiespeicherzellen gespeicherte elektrische Energie an die Verbraucher (z.B. ein bürstenloser Elektromotor) der Werkzeugmaschine zugeführt werden. Zum Aufladen, d.h. Befüllen der Energiespeicherzellen mit elektrischer Energie, wird der Akkumulator mit einer Ladevorrichtung, wie einem Ladegerät, verbunden, sodass elektrische Energie zu den Energiespeicherzellen gelangen kann.
  • Bei der Verwendung bzw. beim Arbeiten mit einer akku-betriebenen Werkzeugmaschine kann es zu nicht-unerheblichen Vibrationen und Erschütterungen an der Werkzeugmaschine sowie an der mit der Werkzeugmaschine verbundenen Energieversorgungsvorrichtung kommen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn es sich bei der Werkzeugmaschine um ein Abrisswerkzeug, wie z.B. ein Meißel- oder Abbruchhammer, handelt. Durch die Vibrationen und Erschütterungen während der Verwendung der Werkzeugmaschine werden nahezu sämtliche Komponenten und Baugruppen der Werkzeugmaschine, sowie des Energieversorgungsvorrichtung mehr oder weniger stark belastet. Diese Belastungen können schließlich zu Beschädigungen an den jeweiligen Bauteilen oder sogar zu einem Totalausfall der ganzen Werkzeugmaschine führen.
  • Eine besondere technische Herausforderung stellt insofern die Schnittstelle zwischen Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung dar. An der Schnittstelle sind die elektrischen Kontakte der Werkzeugmaschine und die elektrischen Kontakte der Energieversorgungsvorrichtung ("Kontaktpartner") so miteinander verbunden, dass die in den Energiespeicherzellen gespeicherte elektrische Energie von dem Akkumulator zu der Werkzeugmaschine gelangen kann.
  • Insbesondere weisen konventionelle Schnittstellen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, Kontakte zur Übertragung von elektrischer Energie auf, bei denen sog. Kontaktnormalkräfte nur in einer Richtung, beispielsweise in einer Klemm- oder Steckrichtung, wirken. Unter dem Begriff "Kontaktnormalkraft" wird im Sinne der Erfindung die Kraft verstanden, die in einem Kontaktbereich zwischen den Kontaktpartnern einer Schnittstelle wirkt. Mit anderen Worten kann es sich um diejenigen Kräfte handeln, mit denen die Kontaktpartner gegeneinander gedrückt werden, um einen Kontakt zu bilden. In diesem Zusammenhang sind hohe Kontaktnormalkräfte einerseits erwünscht, um einen guten mechanischen Kontakt zwischen den Leistungskontakten zu erhalten. Andererseits sollten die Kontaktnormalkräfte auch nicht zu groß werden, um einen unerwünschten Steckzyklusverschleiß gering zu halten.
  • Ein weiterer Nachteil von konventionellen Schnittstellen besteht darin, dass diese häufig lediglich einen Kontaktbereich zur Übertragung der elektrischen Energie aufweisen, so dass das Energieübertragungspotential der Schnittstelle möglicherweise nicht optimal ausgenutzt wird.
  • Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die vorstehend beschriebenen Mängel und Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Schnittstelle und ein System aus Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung bereitzustellen, mit denen die Übertragung von besonders hohen Entladeströmen bzw. großen Mengen elektrischer Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine ermöglicht und die Lebensdauer der Schnittstelle verlängert werden kann. Insbesondere würde es die Fachwelt begrüßen, wenn die Schnittstelle auch nach vielen Steck- oder Klemmzyklen noch optimal arbeiten und robust gegenüber kleineren mechanischen Abweichungen funktionieren würde.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen zu dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
    • Beschreibung der Erfindung:
  • Erfindungsgemäß ist ein System umfassend eine Werkzeugmaschine und eine Energieversorgungsvorrichtung vorgesehen, wobei die Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung der Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie ausgebildet ist. Die Energieversorgungsvorrichtung kann über eine Schnittstelle lösbar mit der Werkzeugmaschine verbunden werden, wobei die Schnittstelle mindestens einen weiblichen Kontaktpartner und einen männlichen Kontaktpartner umfasst. Der weibliche Kontaktpartner und der männliche Kontaktpartner liegen in einem ersten Kontaktbereich und in einem zweiten Kontaktbereich in Kontakt miteinander vorliegen. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schnittstelle einen ersten und einen zweiten Kontaktbereich aufweist, wobei in den Kontaktbereichen der Schnittstelle der mindestens eine weibliche und der mindestens eine männliche Kontaktpartner in Kontakt zueinander vorliegen. Mithin können der mindestens eine weibliche und der mindestens eine männliche Kontaktpartner ein Paar von Leistungskontakten bilden, wobei elektrischer Strom bzw. elektrische Energie über die Kontaktbereiche zwischen den Leistungskontakten ausgetauscht wird. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, dass die elektrische Energie von der Energieversorgungsvorrichtung in Richtung der Werkzeugmaschine fließt, wenn die Energieversorgungsvorrichtung und die Werkzeugmaschine über die Schnittstelle miteinander verbunden sind. Die Übertragung der elektrischen Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine wird insbesondere durch einen Wirkkontakt zwischen dem mindestens einen weiblichen und dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner ermöglicht, wobei der Wirckontakt im Kontext der vorliegenden Erfindung durch mindestens zwei Kontaktbereiche zwischen dem mindestens einen weiblichen und dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner hergestellt bzw. gebildet wird. Durch die Vorsehung der mindestens zwei Kontaktbereiche zwischen den Leistungskontakten der Schnittstelle kann der Übergangswiderstand zwischen dem mindestens einen weiblichen und dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner erheblich reduziert werden. Dies kann vorteilhafterweise dazu führen, dass größere Ströme von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine übertragen werden können. Mithin kann die vorgeschlagene Schnittstelle höhere Entladeströme der Schnittstelle ermöglichen, so dass die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung ganz besonders gut für die Energieversorgung von besonders leistungsstarken Werkzeugmaschinen geeignet ist. Selbstverständlich kann die Schnittstelle auch mehr als zwei, d.h. beispielsweise drei, vier, fünf oder mehr, Kontaktbereiche zwischen den Kontaktpartnern aufweisen.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Leistungskontakte als Flachkontakte ausgebildet sind. Die Schnittstelle umfasst somit Flachkontakte, die mit Vielfachkontakten, d.h. mit mindestens zwei Kontaktbereichen, eine Übertragung von elektrischer Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine ermöglichen. Dabei weisen die Vielfachkontakte vorzugsweise unterschiedlich orientierte Kontaktnormalkräfte auf. Dadurch wirken die durch die Schnittstelle bewirkten Kontaktnormalkräfte nicht nur in Klemm- oder Steckrichtung der Schnittstellstelle, sondern in unterschiedlichen Richtungen, so dass eine besonders robuste Schnittstelle bereitgestellt werden kann. Darüber hinaus kann mit der Vorsehung von Kontaktnormalkräften in unterschiedlichen Richtungen vermieden werden, dass die Kontakte bei hohen Beschleunigungen «abheben», d.h. sich unerwünschterweise voneinander lösen. Tests haben gezeigt, dass die vorgeschlagene Schnittstelle optimal geeignet ist, den Zielkonflikt zwischen einem gewünschten geringen Übergangswiderstand einerseits, der erforderlich ist, um hohe Ströme und Energiemengen zwischen den Leistungskontakten zu übertragen, und einem gewünschten geringen Steckzyklusverschleiß andererseits zu lösen. Die Schnittstelle kann vorzugsweise als Flachkontaktsystem mit mindestens einem männlichen und mindestens einem weiblichen Kontaktpartner bezeichnet werden.
  • Darüber hinaus kann die Vorsehung von mehr als einem Kontaktbereich zwischen dem mindestens einen weiblichen und dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner dafür sorgen, dass die Güte, Qualität und Quantität der Übertragung von elektrischer Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine weniger abhängig von Fertigungstoleranzen und Relaxationsprozessen ist. Vorteilhafterweise ist die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung weniger anfällig und auch dann noch in der Lage, hohe Entladeströme der Energieversorgungsvorrichtung sicherzustellen, wenn Fertigungsvorgaben nicht exakt eingehalten werden und kleinere mechanische Abweichungen an den Kontaktpartnern der Schnittstelle auftreten oder eine Relaxation, vor allem durch eine hohe thermische Belastung der elastischen Anfederungsbereiche zu einer Reduzierung der Kontaktnormalkraft führt.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Relativwege zwischen den Kontaktpartnern durch die Vorsehung von mehr als einem Kontaktbereich zwischen Leistungskontakten der Schnittstelle erheblich verkürzt werden können. Solche Relativwege zwischen den Leistungskontakten können zu Verschleiß und einer schlechteren Energieübertragung von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine führen, so dass eine Reduzierung der Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern der Schnittstelle einen wesentlichen Beitrag dazu leisten kann, das Stromübertragungsvermögen der Schnittstelle auf einem hohen Niveau zu halten und auf diese Weise die Übertragung von hohen Entladeströmen zu ermöglichen.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der erste Kontaktbereich von einer ersten Kontaktnormalkraft definierbar ist und der zweite Kontaktbereich von einer zweiten Kontaktnormalkraft definierbar ist, wobei die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft unterschiedliche Orientierungen aufweisen. Mit anderen Worten fallen die Orientierungen oder Richtungen der beiden Kontaktnormalkräfte nicht zusammen, sondern sie unterscheiden sich. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Orientierungen und/oder Richtungen der ersten Kontaktnormalkraft und der zweiten Kontaktnormalkraft nicht übereinstimmen, sondern sich um einen Winkelbereich Delta unterscheiden. Die Formulierung, dass «ein Kontaktbereich von einer Kontaktnormalkraft definierbar ist» oder definiert wird, bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die entsprechende Kontaktnormalkraft angibt oder beschreibt, in welche Richtung die Kontaktpartner in dem entsprechenden Kontaktbereich gegeneinander wirken oder drücken. Beispielsweise kann eine erste Kontaktnormalkraft des ersten Kontaktbereichs der Schnittstelle durch die Schenkel des weiblichen Kontaktpartners definiert werden, die gegen das Schwert des männlichen Kontaktpartners drücken. Dieser leichte Druck wird insbesondere durch das elastische, federnde Material (beispielsweise Federstahl) des weiblichen Kontaktpartners bewirkt. In dem ersten Kontaktbereich kann die erste Kontaktnormalkraft beispielsweise im Wesentlichen senkrecht auf einer virtuellen Achse durch das Schwert des männlichen Kontaktpartners stehen. Mit anderen Worten kann eine virtuelle, vorzugsweise zentral durch das Schwert des männlichen Kontaktpartners verlaufende Achse erdacht werden, die im Wesentlichen senkrecht, d.h. «normal» zu der ersten Kontaktnormalkraft des ersten Kontaktbereichs der Schnittstelle verläuft. Mögliche Orientierungen der Kontaktnormalkräfte der verschiedenen Kontaktbereiche sind beispielsweise in Fig. 4 dargestellt. In Fig. 4 ist auch eine Einschubrichtung gezeigt, in der die Kontaktpartner der Schnittstelle zusammengefügt werden können. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine erste Kontaktnormalkraft im Wesentlichen senkrecht zu dieser Einschubrichtung orientiert ist, während eine zweite Kontaktnormalkraft im Wesentlichen parallel zu der Einschubrichtung orientiert ist. Auf diese Weise stehen die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zueinander. Vorzugsweise fällt die Einschubrichtung zusammen mit der virtuellen Achse, die gedanklich durch das Schwert des männlichen Kontaktpartners gelegt werden kann.
  • In einem zweiten Kontaktbereich können beispielsweise Anschläge des weiblichen Kontaktpartners gegen Anlageflächen des männlichen Kontaktpartners in Kontakt miteinander gelangen, so dass über die Kontaktflächen elektrischer Strom fließen kann. Der zweite Kontaktbereich kann durch eine zweite Kontaktnormalkraft beschrieben werden, die vorzugsweise angibt, in welche Richtung die beteiligten Komponenten der Kontaktpartner - hier Anschläge und Anlageflächen - aufeinander wirken oder drücken. Im Kontext der vorliegenden Erfindung kann die zweite Kontaktnormalkraft beispielsweise im Wesentlichen parallel zu der Einschubrichtung verlaufen. Es ist somit im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft unterschiedliche Orientierungen aufweisen. In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 4 abgebildet ist, ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft im Wesentlichen senkrecht zueinander orientiert sind. Es hat sich gezeigt, dass die Anschläge des weiblichen Kontaktpartners und Anlageflächen des männlichen Kontaktpartners, die zusammen den zweiten Kontaktbereich bilden, besonders gut für die Übertragung hoher Entladeströme von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine geeignet sind, weil ein enger Kontakt zwischen den Kontaktpartnern besteht, der durch eine Anfederung von mindestens einem der Kontaktpartner weiter verbessert werden kann, wie weiter unten ausgeführt wird.
  • Beispielsweise kann der weibliche Kontaktpartner Anschläge aufweisen, die mit Anlage- oder Abstützflächen des männlichen Kontaktpartners zusammenwirken, um eine besonders stabile Verbindung zwischen den Kontaktpartners zu erzeugen. Wenn der weibliche Kontaktpartner genau einen Anschlag umfasst, ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass dieser eine Anschlag in einer Symmetrieebene des weiblichen Kontaktpartners angeordnet vorliegt. Wenn der weibliche Kontaktpartner zwei Anschläge aufweist, ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass dieser zwei Anschläge möglichst weit voneinander entfernt angeordnet vorliegen, um eine verbesserte Abstützung der Kontaktpartner zu gewährleisten. Die Anlage- oder Abstützflächen des männlichen Kontaktpartners können auch Rampen aufweisen, um die Herstellung der Verbindung zwischen den Kontaktpartnern zu erleichtern und mechanische Beschädigungen an den Kontaktpartnern zu verhindern.
  • Die Formulierung «im Wesentlichen senkrecht» stellt für den Fachmann keinen unklaren Begriff dar, weil der Fachmann weiß, dass von dieser Formulierung nicht nur solche Kontaktnormalkräfte umfasst sind, die mathematisch exakt senkrecht aufeinander stehen, sondern auch solche Kontaktnormalkräfte, die leichte Abweichungen von der mathematisch exakten Normalität aufweisen. Solche Abweichungen können beispielsweise in einem Bereich von +/- 10° oder bei +/-10 % ausgehend von einem rechten Winkel (90°) liegen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der erste Kontaktbereich von mindestens einem Schenkel des weiblichen Kontaktpartners und einem Schwert des männlichen Kontaktpartners gebildet wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der weibliche Kontaktpartner als Aufnahmeklemme gebildet ist, der vorzugsweise zwei Schenkel umfasst. Die Schenkel können beispielsweise aus einem federnden, elastischen Material gebildet sein und aufgrund der elastischen Eigenschaften des Schenkelmaterials gegen das Schwert des männlichen Kontaktpartners drücken. Durch diese Berührung des mindestens einen Schenkels des weiblichen Kontaktpartners und des Schwerts des männlichen Kontaktpartners wird vorzugsweise der erste Kontaktbereich der Schnittstelle gebildet. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass der erste Kontaktbereich von den beiden Schenkeln des weiblichen Kontaktpartners und einem mittleren Bereich des Schwerts des männlichen Kontaktpartners gebildet wird.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass Schnittstelle mindestens ein elastisches Mittel zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen dem männlichen Kontaktpartner und dem weiblichen Kontaktpartner aufweist. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern dazu eingerichtet ist, an dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner und/oder an dem mindestens einen weiblichen Kontaktpartner anzugreifen. In einem ganz besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung greift das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Leistungskontakten der Schnittstelle an dem weiblichen Kontaktpartner an. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt somit beispielsweise der mindestens eine weibliche Kontaktpartner der Schnittstelle angefedert vor, wobei der mindestens eine weibliche Kontaktpartner darüber hinaus vorzugsweise an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegt. Das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung wird im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als «elastisches Mittel zur Anfederung» bezeichnet.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern dazu eingerichtet ist, eine Vorspannung zu erzeugen, wobei die Vorspannung im Wesentlichen senkrecht zu einer ersten Kontaktnormalkraft orientiert ist. Auf diese Weise kann eine Abstützung der Vorspannung gegenüber dem männlichen Kontaktpartner, insbesondere gegenüber seinem Schwert, über ein Material mit guten Leitfähigkeitseigenschaften erfolgen. Vorzugsweise kann dadurch ein einteiliger Kontakt gebildet werden. Da sich die Komponenten des weiblichen Kontaktpartners in der Richtung der Vorspannung vorzugsweise nur am Schwert des männlichen Kontaktpartners abstützen, wird die Entstehung von Relativbewegungen zwischen dem mindestens einen weiblichen und dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner überraschend wirksam vermieden. Mit anderen Worten können mit der Erfindung und der Orientierung der Vorspannung im Wesentlichen senkrecht zu einer ersten Kontaktnormalkraft Relativbewegungen und das Auftreten von Reibung und/oder Reibkorrosion («fretting») erheblich reduziert werden. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise der Steckzyklusverschleiß, der insbesondere durch die Kontaktnormalkräfte hervorgerufen wird, die im Wesentlichen senkrecht zu der Steckrichtung der Kontaktpartner der Schnittstelle wirken, erheblich vermindert werden, so dass die Lebensdauer der Kontaktpartner der Schnittstelle erheblich verlängert werden kann. Insbesondere drückt das mindestens eine elastische Mittel den weiblichen Kontaktpartner in Richtung des männlichen Kontaktpartners, so dass ein besonders enger mechanischer Kontakt zwischen dem weiblichen Kontaktpartner und dem männlichen Kontaktpartner entsteht. Dieser enge mechanischen Kontakt weist einen besonders geringen Übergangswiderstand auf, der zur Übertragung von hohen Entladeströmen geeignet ist, wobei überraschenderweise gleichzeitig ein geringer Steckzyklusverschleiß der Schnittstelle beobachtet wird.
  • Außerdem haben Tests gezeigt, dass durch die Vorsehung der Vorspannung bzw. durch die Vorsehung des mindestens einen elastischen Mittels, mit dem die Vorspannung erzeugt werden kann, eine besonders toleranzunabhängige Schnittstelle zur Verbindung einer Energieversorgungsvorrichtung mit einer Werkzeugmaschine bereitgestellt werden. Die Schnittstelle mit dem mindestens einem vorgespannten bzw. angefederten Leistungskontakt in Verbindung mit den mindestens zwei Kontaktbereichen zwischen den Leistungskontakten hat sich darüber hinaus als ausgesprochen relaxationsarm und steckverschleißarm herausgestellt. Mithin ist die vorgeschlagene Schnittstelle besonders robust gegenüber hohen elektrischen und mechanischen Belastungen. Sie weist eine lange Lebensdauer auf und ist darüber hinaus zur Übertragung von überraschend hohen Entladeströmen bzw. von großen Mengen elektrischer Ladung pro Zeiteinheit geeignet. Die Vorspannung kann darüber hinaus im Wesentlichen parallel zu der zweiten Kontaktnormalkraft orientiert sein.
  • Das elastische Mittel zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern kann an einem der beteiligten Kontaktpartner angreifen. Mit anderen Worten kann das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern an dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner oder an dem mindestens einen weiblichen Kontaktpartner angreifen, wobei die Kontaktpartner eine formschlüssige Verbindung zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung bilden. Mit noch anderen Worten kann das elastische Mittel an einem der Kontaktpartner, nämlich entweder dem männlichen oder den weiblichen Kontaktpartner, angreifen, um eine lösbare Verbindung zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung herzustellen. Es stellt einen wesentlichen Vorteil der Erfindung dar, dass die mit der formschlüssigen Verbindung besonders große elektrische Ströme übertragen werden können und dass überraschenderweise die Relativwege zwischen den Kontaktpartnern besonders kurz gehalten, wenn nicht gar auf ein Minimum reduziert werden können. Dadurch kann vorteilhafterweise die Lebensdauer der Schnittstelle zwischen Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung erheblich verlängert werden. Die weiblichen und die männlichen Kontaktpartner der Schnittstelle können im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als «Leistungskontakte» der Schnittstelle bezeichnet werden.
  • Durch die Vorsehung des mindestens einen elastischen Mittels zur Reduzierung der Relativbewegung kann auf einfache Art und Weise an den Kontaktpartnern wirkenden Vibrationen und Erschütterungen ausgeglichen werden, die zu einer Relativbewegung und sogar zu einer tatsächlichen Unterbrechung der Kontaktverbindung zwischen dem Akkumulator und der Werkzeugmaschine führen können.
  • Mit der Erfindung, insbesondere durch die Vorsehung des mindestens einen elastischen Mittels zur Reduzierung einer Relativbewegung, kann ein Relativweg zwischen dem männlichen und dem weiblichen Kontaktpartner der Schnittstelle erheblich reduziert werden, so dass mechanische Reibungsverluste und elektrische Stromführungsverluste zwischen den Kontaktpartner in einem erheblichem Umfang vermindert werden können. Insbesondere kann mit der Erfindung ein Relativweg zwischen dem männlichen und dem weiblichen Kontaktpartner der Schnittstelle auf beispielsweise weniger als 0,3 mm µm, vorzugsweise weniger als 0,1 mm und besonders bevorzugt auf weniger als 0,05 mm reduziert werden.
  • Die Reduzierung der Relativbewegungen bzw. die Verkürzung der Relativwege der Kontaktpartner der Schnittstelle hat mehrere vorteilhafte Effekte. Ein erster Effekt betrifft die Relativbewegungen bzw. die Relativwege zwischen den Kontaktpartnern, die die formschlüssige Verbindung zwischen Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung erzeugen. Diese Relativbewegungen bzw. die Relativwege können ünerwünschterweise den Übergangswiderstand der Schnittstelle erhöhen, wobei diese Erhöhung zunächst unabhängig von dem Verschleißzustand der Schnittstelle ist. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erhöhten Übergangswiderstände auch bereits im Neuzustand eines Systems aus Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung auftreten können, wenn es in der Schnittstelle zwischen den Systembestandteilen zu unerwünschten Relativbewegungen der Kontaktpartner der Schnittstelle kommt. Darüber hinaus können die Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern zu Verschleiß und später Oxidation führen, so dass der Übergangswiderstand der Schnittstelle nachteiligerweise weiter steigen kann. Insbesondere kann ein Verschleiß der edlen Schichten der Kontaktpartner auftreten, welcher später zu atmosphärischer Oxidation unter Einbeziehung des Luftsauerstoffs und/oder zu Reiboxidation führt. Indem die Erfindung die Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern und damit den Übergangswiderstand erheblich vermindert, leistet sie einen wesentlichen Beitrag dazu, dass mit der vorgeschlagenen Schnittstelle besonders große elektrische Ströme von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine übertragen werden können. Außerdem vermindert die Erfindung einen unerwünschten Verschleiß der Kontaktpartner und leistet somit einen ebenso wertvollen Beitrag zur Erhöhung der Lebensdauer der Schnittstelle.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die elastischen Mittel zur Verkürzung der Relativwege zwischen den Leistungskontakten der Schnittstelle zu einer mechanischen Entkopplung zwischen Werkzeugmaschine und Einheit aus männlichen und weiblichen Kontaktpartner führen. Alternativ können die elastischen Mittel zu einer mechanischen Entkopplung zwischen Energieversorgungsvorrichtung und Einheit aus männlichen und weiblichen Kontaktpartner führen. Aufgrund der mechanischen Entkopplung wird eine etwaige unerwünschte Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern nicht übertragen, sondern vorteilhafterweise von dem elastischen Mittel kompensiert.
  • Tests haben gezeigt, dass mit der Erfindung ein unerwünschtes Ansteigen der Temperatur im Kontaktbereich zwischen dem männlichen Kontaktpartner und dem weiblichen Kontaktpartner wirkungsvoll vermieden werden kann. Beispielsweise kann die Temperatur, die im Kontaktbereich zwischen den Kontaktpartnern gemessen wird, um bis zu 30 Grad reduziert werden, da die Güte und die Qualität des Kontakts zwischen den Kontaktpartner mit der Erfindung, d.h. durch die Vorsehung der elastischen Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung, erheblich verbessert werden kann. Die Verbesserung des Übergangswiderstands führt vorteilhafterweise zu einer erhöhten Stromtragfähigkeit der Schnittstelle, so dass mit der Erfindung Werkzeugmaschinen in größeren Leistungsklassen, d.h. besonders leistungsstarke Werkzeugmaschinen, betrieben bzw. mit elektrischer Energie versorgt werden können. Die Verringerung der Verlustleistung im Übergangswiderstand kann vorteilhafterweise zu einer reduzierten thermischen Belastung der umgebenden Bauteile führen. Insbesondere Bauteile aus thermoplastischem Material können dadurch wirksam vor Beschädigungen durch zu große Wärmeeinwirkung geschützt werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass derjenige Kontaktpartner, an dem das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung angreift, beweglich gelagert ist. Mit anderen Worten kann derjenige Kontaktpartner, mit dem das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung wirkverbunden ist, beweglich gelagert sein. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der beweglich gelagerte Kontaktpartner und/oder die beweglich gelagerte Aufnahmevorrichtung angefedert ist. Wenn mehr als ein Kontaktpartner pro Verbindungspartner der Schnittstelle vorhanden ist oder wenn die Werkzeugmaschine und/oder die Energieversorgungsvorrichtung mehr als eine Aufnahmevorrichtungen aufweisen, kann es im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass die beweglich gelagerten Kontaktpartner und/oder die beweglich gelagerten Aufnahmevorrichtungen angefedert sind. Auf diese Weise können die Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern und der Übergangswiderstand weiter erheblich vermindert und die Lebensdauer der Schnittstelle erheblich verlängert werden. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung an eine später beschriebene Aufnahmevorrichtung angreift. Die Aufnahmevorrichtung kann männliche und/ oder weibliche Leistungskontakte aufnehmen und ebenfalls beweglich gelagert sein. Die Aufnahmevorrichtung ist insbesondere dann beweglich gelagert, wenn sie mit dem mindestens einen elastischen Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Leistungskontakten wirkverbunden ist bzw. wenn diese elastischen Mittel an der Aufnahmevorrichtung angreifen. Die Formulierung, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern dazu eingerichtet ist, an dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner oder an dem mindestens einen weiblichen Kontaktpartner anzugreifen, bedeutet im dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem einzelne Kontaktpartner in einer Aufnahmevorrichtung angeordnet vorliegen, bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern dazu eingerichtet ist, an der Aufnahmevorrichtung, in der einzelne Kontaktpartner enthalten sind, anzugreifen. Die Aufnahmevorrichtung kann einen Kontaktblock bzw. einen Kontaktmittelblock bilden, der mit Hilfe der elastischen Mittel beweglich bzw. angefedert gelagert sein kann. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Aufnahmevorrichtung die Kontaktpartner eines Verbindungspartners der Schnittstelle, also Werkzeugmaschine oder Energieversorgungsvorrichtung, umfasst. Es kann allerdings im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass mehrere Aufnahmevorrichtungen vorgesehen sind, die jeweils eine Teilmenge der Kontaktpartner eines Verbindungspartners aufnehmen können. Vorzugsweise können auch dieses mehreren Aufnahmevorrichtungen dadurch angefedert sein, dass das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung an diesen mehreren Aufnahmevorrichtungen angreift. Dabei können die Aufnahmevorrichtungen die Leistungskontakte, d.h. die weiblichen und männlichen Kontaktpartner, und/oder die Kommunikationselemente umfassen. Es ist im Kontext der Erfindung bevorzugt, das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung auch als «elastisches Mittel zur Anfederung» zu bezeichnen.
  • Vorzugsweise ist derjenige Kontaktpartner, an dem das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung angreift, im verbundenen Zustand relativ zur Werkzeugmaschine oder relativ zur Energieversorgungsvorrichtung beweglich gelagert. Wenn die Anfederung auf Seiten der Werkzeugmaschine erfolgt, d.h. das mindestens eine elastische Mittel an den Kontaktpartner bzw. der Aufnahmevorrichtung der Werkzeugmaschine angreift, führt die so ausgestaltete Anfederung im Bereich der Werkzeugmaschine vorzugsweise dazu, dass der entsprechende Kontaktpartner im verbundenen Zustand relativ zur Werkzeugmaschine beweglich gelagert ist. Wenn die Anfederung auf Seiten der Energieversorgungsvorrichtung erfolgt, d.h. das mindestens eine elastische Mittel an den Kontaktpartner bzw. der Aufnahmevorrichtung der Energieversorgungsvorrichtung angreift, führt die so ausgestaltete Anfederung im Bereich der Energieversorgungsvorrichtung vorzugsweise dazu, dass der entsprechende Kontaktpartner im verbundenen Zustand relativ zur Energieversorgungsvorrichtung beweglich gelagert ist.
  • Die Formulierung, wonach das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern dazu eingerichtet ist, an dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner und/oder an dem mindestens einen weiblichen Kontaktpartner anzugreifen, umfasst zum einen die Möglichkeit, dass das elastische Mittel an einer der Gruppen von Kontaktpartnern angreift, beispielsweise an allen Kontaktpartnern, die an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen, oder an allen Kontaktpartnern, die an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegen. Es kann aber im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass sowohl die Werkzeugmaschine, als auch die Energieversorgungsvorrichtung elastische Mittel zur Anfederung ihrer Kontaktpartner umfassen. In dieser Ausgestaltung der Erfindung greift das elastische Mittel an dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner und an dem mindestens einen weiblichen Kontaktpartner an. Wenn eine oder beide Gruppen der Kontaktpartner in einer Aufnahmevorrichtung angeordnet vorliegen, kann das elastische Mittel an einer der Aufnahmevorrichtungen angreifen. Wenn die Kontaktpartner von sowohl der Energieversorgungsvorrichtung, als auch der Werkzeugmaschine eine Aufnahmevorrichtung aufweisen, kann das elastische Mittel auch an beiden Aufnahmevorrichtungen angreifen. Ein Angreifen an sowohl den Kontaktpartnern der Werkzeugmaschine, als auch an den Kontaktpartnern der Energieversorgungsvorrichtung kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass bei einem der Verbindungspartner - Energieversorgungsvorrichtung oder Werkzeugmaschine - eine harte Feder verwendet wird und beim anderen Verbindungspartner - Werkzeugmaschine oder Energieversorgungsvorrichtung - eine weiche(re) Feder. Der Begriff «harte Feder» ist im Sinne der Erfindung als eine Feder mit einer hohen Federsteifigkeit zu verstehen, während der Begriff «weiche Feder» ist im Sinne der Erfindung als eine Feder mit einer geringeren Federsteifigkeit zu verstehen ist.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der mindestens eine männliche Kontaktpartner an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegt. Die männlichen Kontaktpartner können Schwerter umfassen, die in einen weiblichen Kontaktpartner der Schnittstelle bzw. des anderen Systembestandteils eingeführt werden können. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die männlichen Kontaktpartner in Form von stiftartigen Steckern oder Schwertern und die weiblichen Kontaktpartner der Schnittstelle in Form von Klemmen mit elastisch verformbaren Schenkeln zur Aufnahme der stiftartigen Stecker oder Schwerter ausgestaltet sind. Der männliche Kontaktpartner kann von einem vorstehenden Bereich und einem Anschlag gebildet werden, wobei der vorstehende Bereich in einem gesteckten Zustand der Schnittstelle, in dem die Energieversorgungsvorrichtung mit der Werkzeugmaschine verbunden vorliegt (daher auch: «verbundener Zustand»), in einem der weiblichen Kontaktpartner eingeführt vorliegt. Im unverbundenen Zustand können die Werkzeugmaschine und die Energieversorgungsvorrichtung unabhängig und voneinander getrennt vorliegen. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Energieversorgungsvorrichtung aufgeladen wird und sich in einem Ladegerät zum Aufladen befindet. Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass der mindestens eine männliche Kontaktpartner an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegt.
  • Die Energieversorgungsvorrichtung kann vorzugsweise mindestens einen Akkumulator («Akku») umfassen, wobei die Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Abgabe von elektrischer Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine erfolgt insbesondere im verbundenen Zustand, in dem die Werkzeugmaschine über die Schnittstelle mit der Energieversorgungsvorrichtung verbunden vorliegt. Die weiblichen und männlichen Kontaktpartner greifen im verbundenen Zustand ineinander, so dass über einen Kontaktbereich zwischen den Kontaktpartner elektrischer Strom bzw. elektrische Energie fließen kann. Tests haben gezeigt, dass durch die Verwendung des mindestens einen elastischen Mittels zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen den Kontaktpartner, das an einem der Kontaktpartner angreift, deutlich höhere Ströme übertragen werden können als bei konventionellen Kontaktsystemen, wie sie aus dem Stand der Technik der Fall ist. Beispielsweise ermöglicht die Erfindung die Übertragung von Strömen in einem Bereich von mehr als 50 Ampère, bevorzugt mehr als 70 Ampère oder besonders bevorzugt mehr als 100 Ampère.
  • Der Grund dafür, dass mit der vorgeschlagenen Schnittstelle, die mindestens ein elastisches Mittel aufweist, höhere elektrische Ströme von der Energieversorgungsvorrichtung in Richtung der Werkzeugmaschine fließen können, liegt in der Entkopplung der Energieversorgungsvorrichtung von dem mindestens einen Kontaktpaar aus weiblichem und männlichem Kontaktpartner. Diese Entkopplung wird weiter unten ausgeführt.
  • Das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung kann vorzugsweise mindestens ein elastisches Element, wie eine Feder, umfassen. Das elastische Element kann dabei in Form einer Feder und insbesondere einer Spiral-, Biege- oder Schraubenfeder ausgestaltet sein. Alternativ kann das elastische Element als ein Bauteil aus einem elastisch verformbaren Werkstoff ausgestaltet ist. Als Werkstoff ist dabei auch ein Elastomer möglich. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise einer vibrationsbedingten Bewegung des Anschlusselements in mehreren Richtungen, d.h. nicht nur in der Richtung zu oder entgegen dem Anschlusselement, entgegengewirkt werden. Darüber hinaus können die unerwünschten Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern der Schnittstelle durch die Verwendung eines elastischen Elements wirksam verkürzt werden.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der männliche Kontaktpartner beim Eindringen in den weiblichen Kontaktpartner das mindestens eine elastische Mittel zusammendrückt, so dass das elastische Mittel in einen Spannungszustand gebracht werden. Alternativ oder ergänzend kann auch der mindestens eine männliche Kontaktpartner angefedert sein. Der Begriff «Anfederung» ist im Sinne der Erfindung so zu verstehen, dass der angefederte Kontaktpartner mit den elastischen Mitteln zu Reduzierung der Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern wirkverbunden ist. Mit anderen Worten können die elastischen Mittel zu Reduzierung der Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern an einem der Kontaktpartner angreifen, wodurch vorteilhafterweise eine Anfederung des entsprechenden Kontaktpartners erreicht wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Mittel in dem gesteckten Zustand, in dem die Energieversorgungsvorrichtung und die Werkzeugmaschine miteinander verbunden vorliegen, in einem Spannungs- oder gespannten Zustand vorliegt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die elastischen Mittel auch im nicht-verbauten Zustand vorgespannt sind, wobei dadurch ein Kraftfluss innerhalb der Energieversorgungsvorrichtung geschlossen wird. Der mindestens eine weibliche Kontaktpartner kann sich dadurch auf der Energieversorgungsvorrichtung abstützen. Durch die Spannung das mindestens eine elastische Mittels zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern, insbesondere im verbundenen Zustand des Kontaktsystems, werden die männlichen und die weiblichen Kontaktpartner fest aneinander gedrückt, so dass sich ein besonders guter Kontakt zwischen den Kontaktpartnern ausbildet. Aufgrund dieser «angefederten» Kontaktierung der Kontaktpartner bzw. aufgrund des besonders engen Kontakts der Kontaktpartner kann die Leistungsdichte des erzeugten Kontakts erheblich erhöht werden, so dass mithin eine Übertragung von elektrischen Strömen in einem Bereich von mehr als 50 Ampère, bevorzugt mehr als 70 Ampère oder besonders bevorzugt mehr als 100 Ampère ermöglicht wird. Außerdem kann die Lebenszeit des vorgeschlagenen Kontaktsystems wesentlich verlängert werden, so dass das vorgeschlagene Kontaktsystem besonders gut für Energieversorgungsvorrichtungen mit langen Lebenszeiten und/oder hohen Abgabeströmen geeignet ist, weil die höheren mechanischen und/oder elektrischen Anforderungen an eine Schnittstelle durch die Erfindung optimal erfüllt werden können.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der mindestens eine weibliche Kontaktpartner an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegt. Der mindestens eine weibliche Kontaktpartner kann vorzugsweise von einer Aufnahmeklemme gebildet werden, die dazu eingerichtet ist, das Schwert des männlichen Kontaktpartners aufzunehmen. Der weibliche Kontaktpartner kann dazu zwei Schenkel aus einem elastischen Material aufweisen, wobei die Schenkel bei der Einführung des männlichen Kontaktpartners auseinandergedrückt werden, so dass der männliche Kontaktpartner in einem Innenraum des weiblichen Kontaktpartners bzw. der Aufnahmeklemme zu liegen kommt. In diesem Fall wird im Sinne der Erfindung von dem verbundenen oder gesteckten Zustand der Schnittstelle gesprochen. Aufgrund der Elastizität des Materials, aus dem die Schenkel des weiblichen Kontaktpartners gebildet sind, drücken sich die Schenkel der Aufnahmeklemme des weiblichen Kontaktpartners in diesem verbundenen Zustand an das Schwert bzw. den vorstehenden Bereich des männlichen Kontaktpartners, so dass ein Kontaktbereich zwischen den Kontaktpartner geschaffen wird. Vorzugsweise wird elektrischer Strom bzw. elektrische Energie über diesen Kontaktbereich zwischen den Kontaktpartnern ausgetauscht, so dass Strom bzw. elektrische Energie von der Energieversorgungsvorrichtung in Richtung der Werkzeugmaschine fließen kann. Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass der mindestens eine weibliche Kontaktpartner an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegt.
  • Die Schenkel des weiblichen Kontaktpartners können vorzugsweise Federstahl umfassen oder auf diesem gefertigt sein. Neben Federstahl können auch andere Metalle, Metalllegierungen oder Kunststoffe mit elastischen Eigenschaften zur Herstellung der weiblichen Kontaktpartner verwendet werden. Ganz besonders bevorzugt können Materialien mit einer guten Leitfähigkeit, einer hohen Streckgrenze und/oder geringen Relaxationen sein, wie beispielsweise CuFe2P oder CuCrSiTi.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schenkel des weiblichen Kontaktpartners bzw. der Aufnahmeklemme im Kontaktbereich einen minimalen Abstand aufweisen, um einen besonders guten Kontakt zu dem männlichen Kontaktpartner zu ermöglichen. Vorzugsweise weist der weibliche Kontaktpartner im Kontaktbereich zum männlichen Kontaktpartner eine Verjüngung auf, die durch den minimalen Abstand zwischen den Schenkeln des weiblichen Kontaktpartners definiert wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schenkel des weiblichen Kontaktpartners im Kontaktbereich bzw. im Bereich der Verjüngung bzw. im Bereich des minimalen Schenkelabstands Kupfer aufweisen oder mit einer Kupferschicht beschichtet sind. Darüber hinaus können Beschichtungen verwendet werden, die Nickel und/oder Silber umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Durch das Beschichtungsmaterial, das vorzugsweise im Kontaktbereich zwischen männlichen und weiblichen Kontaktpartner der vorgeschlagenen Schnittstelle vorliegt, kann der Stromfluss bzw. der Fluss von elektrischer Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine weiter optimiert werden, so dass insbesondere auch hohe Ströme, wie beispielsweise 50 Ampère, 70 Ampère oder 100 und mehr Ampère durch die Schnittstelle fließen können.
  • Dadurch, dass die Energieversorgungsvorrichtung lösbar durch die Schnittstelle mit der Werkzeugmaschine verbunden ist, liegen die jeweiligen elektrischen Kontakte der Werkzeugmaschine sowie der Energieversorgungsvorrichtung vorzugsweise kraftschlüssig aneinander an. Der weibliche Kontaktpartner kann dabei eine bevorzugt federnd gelagerten Klammer oder Aufnahmeklemme umfassen, während der männliche Kontaktpartner ein in die Klammer oder die Aufnahmeklemme einführbares Einschubelement aufweisen kann.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung mindestens ein elastisches Element umfasst. Vorzugsweise können der männliche Kontaktpartner und der weibliche Kontaktpartner im verbundenen Zustand eine Einheit bilden, die durch das Einführen des männlichen Kontaktpartners in den weiblichen Kontaktpartner hergestellt wird. Es ist in dieser Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, dass die elastischen Mittel zur Reduzierung des Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern mit der Einheit aus weiblichem und männlichen Kontaktpartner wirkverbunden ist, d.h an der Einheit oder einem der Kontaktpartner der Schnittstelle angreift. Die Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner kann im verbundenen Zustand so in Richtung der Werkzeugmaschine oder in Richtung der Energieversorgungsvorrichtung gedrückt werden, dass sich die Energieversorgungsvorrichtung unabhängig von der Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner bewegen kann. Dadurch wird eine Entkopplung der schwingungsempfindlichen Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner von der Energieversorgungsvorrichtung bewirkt, wobei die Entkopplung von Einheit und Energieversorgungsvorrichtung die Belastbarkeit der Schnittstelle, ihre Lebensdauer und ihre Robustheit gegenüber unerwünschter Erwärmung deutlich verbessert. Überraschenderweise kann der Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner durch die Vorsehung des mindestens einen elastischen Mittels zur Reduzierung der Relativbewegung ein Bewegungsraum gegeben werden, der im Sinne der Erfindung als «Spiel» bezeichnet wird. Innerhalb dieses Bewegungsraums kann sich die Einheit bewegen, ohne an die Grenzwände des Bewegungsraums anzustoßen. Wenn die Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner ortsfest zur Werkzeugmaschine oder zu der Energieversorgungsvorrichtung gelagert ist, kann sich die Energieversorgungsvorrichtung unabhängig von der Einheit um diese herum bewegen, so dass die Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung entkoppelt von der berührungs- und schwingungsempfindlichen Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner ist.
  • Tests haben gezeigt, dass durch die Vorsehung der elastischen Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung an der Schnittstelle die Reibkorrosion («fretting») zwischen den Kontaktpartnern der Schnittstelle erheblich reduziert werden kann. Dadurch kann beispielsweise entweder auf weniger hochwertige, kostengünstige Beschichtungen der Kontaktpartner zurückgegriffen werden, oder der Einsatz des mindestens einen elastischen Mittels zur Reduzierung der Relativbewegung führt zu einer längeren Lebensdauer der Schnittstelle und zu einer höheren Leistungsdichte, wobei eine höhere Leistungsdichte im Sinne der Erfindung bevorzugt bedeutet, dass höhere elektrische Ströme durch die Schnittstelle aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner übertragen werden können.
  • Die Erfindung kann eine unerwünschte Bewegung bzw. ein Schwingen der Energieversorgungsvorrichtung zwar nicht verhindern, aber das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung trägt vorteilhafterweise dafür Sorge, dass die berührungs- und schwingungsempfindlichen Paare aus den männlichen und weiblichen Kontaktpartnern von der Energieversorgungsvorrichtung entkoppelt und so vor deren Bewegungen und Schwingungen geschützt sind.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass mindestens je ein männlicher und ein weiblicher Kontaktpartner eine Einheit bilden, wobei diese Einheit in einem verbundenen Zustand entkoppelt von einer Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung vorliegt. Vorteilhafterweise wird diese Entkopplung der Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner und der Energieversorgungsvorrichtung insbesondere durch das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung bewirkt, das an einem der Kontaktpartner oder an der Einheit aus mindestens je einem männlichen und weiblichen Kontaktpartner angreift. Mit anderen Worten ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die elastischen Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern dazu eingerichtet sind, an einem der Kontaktpartner oder an der Einheit aus je einem männlichen und weiblichen Kontaktpartner anzugreifen. Die Entkopplung der der Einheit von der Energieversorgungsvorrichtung ergibt sich insbesondere dann, wenn das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativwege zwischen den Kontaktpartnern an der Energieversorgungsvorrichtung vorliegt. Es kann aber im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativwege zwischen den Kontaktpartnern an der Werkzeugmaschine vorliegt. In diesem Fall kann die Einheit aus männlichen und weiblichen Kontaktpartnern vorzugsweise von der Werkzeugmaschine entkoppelt vorliegen.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schnittstelle einen bis acht, bevorzugt zwei bis sechs und am meisten bevorzugt vier weibliche Kontaktpartner aufweist. Vorzugsweise weist die Schnittstelle eine korrespondieren Anzahl von männlichen Kontaktpartner auf, so dass je ein männlicher Kontaktpartner und ein weiblicher Kontaktpartner ein Kontaktpaar bilden können. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die männlichen Kontaktpartner an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegen, während die weiblichen Kontaktpartner an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen. Selbstverständlich kann es im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass die männlichen Kontaktpartner an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen, während die weiblichen Kontaktpartner an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegen.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schnittstelle eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme von mindestens einem weiblichen Kontaktpartner und/oder von mindestens einem männlichen Kontaktpartner umfasst. Mit anderen Worten kann die Aufnahmevorrichtung dazu eingerichtet sein, mindestens einen weiblichen Kontaktpartner oder mindestens einen männlichen Kontaktpartner oder mindestens einen weiblichen und mindestens einen männlichen Kontaktpartner aufzunehmen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Aufnahmevorrichtung mindestens einen weiblichen Kontaktpartners aufnehmen. Es kann im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass die weiblichen Kontaktpartner einzeln an der Schnittstelle angeordnet vorliegen oder dass sie Bestandteil einer Aufnahmevorrichtung sind, wobei die einzelnen weiblichen Kontaktpartner oder die Aufnahmevorrichtung entweder Bestandteile der Werkzeugmaschine oder der Energieversorgungsvorrichtung sein können. Es ist im Sinne der Erfindung am allermeisten bevorzugt, dass die einzelnen weiblichen Kontaktpartner oder die Aufnahmevorrichtung Bestandteile der Energieversorgungsvorrichtung sind/ist.
  • Die Aufnahmevorrichtung kann eine Schublade oder eine Kassette bilden, in der weiblicheKontaktpartner und/oder männliche Kontaktpartner aufgenommen werden können. Es kann auf diese Weise vorteilhafterweise ein Kontaktblock bereitgestellt werden, so dass sich die weiblichen Kontaktpartner gemeinsam bewegen bzw. gemeinsam bewegt werden können. Vorzugsweise kann die die Aufnahmevorrichtung einen bis acht, bevorzugt zwei bis sechs und am meisten bevorzugt vier weibliche Kontaktpartner aufnehmen.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Kontaktpartner der Schnittstelle einzel-angefedert sind oder dass ein von den Kontaktpartnern gebildeter Kontaktblock als Ganzes angefedert ist. Wenn die Kontaktpartner einzel-angefedert sind, können die Kontaktpartner einzeln mit den elastischen Mitteln zu Reduzierung des Relativwegs wirkverbunden vorliegen. Wenn die Schnittstelle an einem der Systembeteiligten - d.h. Werkzeugmaschine oder Energieversorgungsvorrichtung - beispielsweise vier Kontaktpartner umfasst, kann jedem dieser vier Kontaktpartner ein elastisches Mittel oder ein elastisches Element zugeordnet sein. Vorzugsweise wird in dieser Ausgestaltung der Erfindung von einer «Einzel-Anfederung der Leistungskontakte der Schnittstelle» gesprochen. Alternativ kann es im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass ein ganzer Kontaktblock, der vorzugsweise mehrere Kontaktpartner - weibliche und/oder männliche - umfasst, als Ganzes angefedert ist. Ein solcher Kontaktblock wird im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als Kontaktmittelblock bezeichnet, wobei der Kontaktmittelblock von einer Aufnahmevorrichtung mit Leistungskontakten gebildet werden kann. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Kontaktblock bzw. die Aufnahmevorrichtung mit einem elastischen Mittel oder einem elastischen Element wirkverbunden sind. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass dem Kontaktblock oder der Aufnahmevorrichtung ein elastisches Mittel oder ein elastisches Element zugeordnet ist. Vorzugsweise wird in dieser Ausgestaltung der Erfindung von einer «angefederten Aufnahmevorrichtung» oder einem «angefederten Kontaktmittelblock» gesprochen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schnittstelle Kommunikationselemente zum Austausch von Daten zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung umfasst. Beispielsweise kann die Schnittstelle mindestens zwei Kommunikationselemente umfassen, wobei ein erstes Kommunikationselement an der Werkzeugmaschine und ein zweites Kommunikationselement an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegt. Die Kommunikationselemente können dazu eingerichtet sein, eine Kommunikationsverbindung zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung herzustellen, wobei die Kommunikationsverbindung drahtbehaftet oder drahtlos ausgebildet sein kann. Mit anderen Worten kann die Kommunikationsverbindung zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung leitungsgebunden oder «wireless» ausgebildet sein. Beispielweise kann eine drahtlose Kommunikation zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung auf Bluetooth, WLAN, Zigbee, Funk, Nahfeldkommunikation oder dergleichen beruhen. Zum Beispiel können Transmitter und Receiver als Kommunikationselemente vorgesehen sein.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Schnittstelle vier Leistungskontakte und zwei Kommunikationselemente. Die Leistungskontakte und die Kommunikationselemente können gemeinsam in einer Aufnahmevorrichtung angeordnet vorliegen, wobei der gemeinsamen Aufnahmevorrichtung ein elastisches Mittel zur Anfederung zugeordnet ist. Es kann im Sinne der Erfindung aber auch bevorzugt sein, dass die Leistungskontakte einzeln angefedert sind und die Kommunikationselemente eine eigene Kommunikations-Aufnahmevorrichtung aufweisen. Eine Einzel-Anfederung der Leistungskontakte der Schnittstelle kann dadurch bereitgestellt werden, dass den beweglich gelagerten Leistungskontakten der Schnittstelle elastische Mittel zugeordnet sind.
  • Es kann im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass die Kommunikationselemente in der Aufnahmevorrichtung integriert vorliegen. Mit anderen Worten kann die Aufnahmevorrichtung mindestens ein Kommunikationselement zur Übertragung von Daten zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung aufweisen. Die Kommunikationselemente können im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als «Kommunikationsstecker» bezeichnet werden, insbesondere dann, wenn die Kommunikationsverbindung leitungsgebunden ausgebildet ist. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass die Aufnahmevorrichtung zwei Kommunikationselemente aufweist, wobei die Kommunikationselemente vorzugsweise mittig innerhalb der Aufnahmevorrichtung angeordnet vorliegen können. Beispielsweise können auf der einen Seite der bevorzugt zentral angeordneten zwei Kommunikationselemente zwei weibliche Kontaktpartner angeordnet vorliegen und auf der anderen Seite der Kommunikationselemente ebenfalls zwei weibliche Kontaktpartner. Die Kommunikationselemente können beispielsweise übereinander angeordnet vorliegen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können die Leistungskontakte der Schnittstelle, d.h. die weiblichen und die männlichen Kontaktpartner der Schnittstelle, einzel-angefedert sein, während für die Kommunikationselemente der Schnittstelle eine eigene kleine Aufnahmevorrichtung vorgesehen ist, die mithin eine eigene Schublade oder Kassette für die Kommunikationselemente bildet. Die Aufnahmevorrichtung für die Kommunikationselemente kann ebenfalls Bestandteil der Schnittstelle zwischen Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung sein.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung der Aufnahmevorrichtung - vorzugsweise als Ganzes - zugeordnet ist. In diesem Fall kann beispielsweise eine Aufnahmevorrichtung, die zum Beispiel vier weibliche Kontaktpartner aufnehmen kann, mit einem elastischen Element mit dem entsprechenden Systembestandteil - Werkzeugmaschine oder Energieversorgungsvorrichtung - verbunden vorliegen. Die Entkopplung findet dann beispielsweise zwischen der Energieversorgungsvorrichtung und/oder der Werkzeugmaschine auf der einen Seite und der Aufnahmevorrichtung auf der anderen Seite statt, so dass die weiblichen Kontaktpartner in der Aufnahmevorrichtung von den Bewegungen und/oder Schwingungen der Energieversorgungsvorrichtung entkoppelt bzw. vor ihnen geschützt sind. Es kann aber im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass die Entkopplung zwischen der Aufnahmevorrichtung und der Werkzeugmaschine stattfindet, so dass die Schnittstelle vorteilhafterweise auch von den Bewegungen und/oder Schwingungen der Werkzeugmaschine abgekoppelt sein kann.
  • Tests haben gezeigt, dass die Verwendung einer Schublade als Aufnahmevorrichtung für die weiblichen Kontaktpartner besonders gut vor Kippbewegungen schützt und das Reibungsmoment zwischen den Kontakten besonders gut vermindert. Dieser Vorteil der Erfindung kann dadurch erreicht werden, dass Abstützflächen und die Reibflächen der einzelnen Klemmkontakte der weiblichen Kontaktpartner seitlich bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Einschubrichtung weit voneinander beabstandet sind und somit durch den großen Hebelarm der Lagerung dynamische Kippmomente sehr gut aufgenommen werden können. Gleiches gilt für die Abstützflächen eines Kontakblocks, wenn die weiblichen Kontaktpartner von einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen werden. Das eben Gesagte gilt analog auch für männliche Kontaktpartner, insbesondere dann, wenn sie von einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen werden und einen Kontaktblock bilden.
  • Alternativ kann es bevorzugt sein, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung je einem Kontaktpaar aus weiblichen und männlichen Kontaktpartner zugeordnet sind. In diesem Fall kann beispielsweise jedes Kontaktpaar aus weiblichen und männlichen Kontaktpartner ein eigenes elastisches Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung, wie ein elastisches Element, aufweisen und mit Hilfe der elastischen Mittel von den Bewegungen und/oder Schwingungen der Energieversorgungsvorrichtung entkoppelt bzw. vor ihnen geschützt sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden elastische Mittel offenbart, die einer Relativbewegung zwischen Energieversorgungsvorrichtung und Werkzeugmaschine entgegenwirken können. Dabei sind die Energieversorgungsvorrichtung und Werkzeugmaschine über eine Schnittstelle lösbar miteinander verbunden, wobei die Schnittstelle männliche und weibliche Kontaktpartner umfasst. Insbesondere die weiblichen Kontaktpartner können als einzelne Kontakte vorliegen, wobei je ein weiblicher Kontaktpartner dazu ausgebildet ist, einen männlichen Kontaktpartner bzw. sein Schwert aufzunehmen. Alternativ können die weiblichen Kontaktpartner einen Kontaktblock («Aufnahmevorrichtung» oder «Schublade») bilden, der Bestandteil der Energieversorgungsvorrichtung oder der Werkzeugmaschine sein kann. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, dass die weiblichen Kontaktpartner an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen. Es kann aber auch bevorzugt sein, dass die weiblichen Kontaktpartner an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegen. Analog können die männlichen Kontaktpartner als einzelne Kontakte ausgebildet vorliegen, wobei je ein männlicher Kontaktpartner dazu ausgebildet ist, mit einem weiblichen Kontaktpartner ein Kontaktpaar mit einem Kontaktbereich für die Übertragung der elektrischen Energie zu bilden. Alternativ können die männlichen Kontaktpartner einen Kontaktblock bilden, der Bestandteil der Energieversorgungsvorrichtung oder der Werkzeugmaschine sein kann. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, dass die männlichen Kontaktpartner an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegen. Es kann aber auch bevorzugt sein, dass die männlichen Kontaktpartner an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen. Das mindestens eine elastische Mittel zu Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern ist vorzugsweise dazu eingerichtet, eine Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern der Schnittstelle bzw. der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung zu verhindern bzw. zu vermindern. Das mindestens eine elastische Mittel zu Reduzierung der Relativbewegung kann dabei einzeln auf die männlichen und/oder auf die weiblichen Kontaktpartner der Schnittstelle wirken. Es kann aber im Sinne der Erfindung ebenso gut bevorzugt sein, dass das mindestens eine elastische Mittel zu Reduzierung der Relativbewegung auf die Kontaktblöcke bzw. die Aufnahmevorrichtung für die weiblichen Kontaktpartner wirkt, die von zumeist zwei bis acht Kontaktpartnern gebildet werden. Die einzelnen weiblichen und/oder männlichen Einzelkontakte oder die aus ihnen gebildeten Kontaktblöcke können sowohl an der Werkzeugmaschine, als auch an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen, wobei eine Anordnung der weiblichen Kontaktpartner im Bereich der Energieversorgungsvorrichtung und eine Anordnung der männlichen Kontaktpartner im Bereich der Werkzeugmaschine besonders bevorzugt ist.
  • In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Schnittstelle zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen einer Werkzeugmaschine und einer Energieversorgungsvorrichtung. Die für das System aus Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung eingeführten Begriffe, Definitionen und technischen Vorteile gelten vorzugsweise für die Schnittstelle analog. Die Schnittstelle weist vorzugsweise mindestens einen männlichen und mindestens einen weiblichen Kontaktpartner auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass der weibliche Kontaktpartner und der männliche Kontaktpartner in mindestens einem ersten Kontaktbereich und in einem zweiten Kontaktbereich in Kontakt miteinander vorliegen, wobei der erste Kontaktbereich von einer ersten Kontaktnormalkraft definierbar ist und der zweite Kontaktbereich von einer zweiten Kontaktnormalkraft definierbar ist, wobei die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft unterschiedliche Orientierungen aufweisen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass je ein männlicher und ein weiblicher Kontaktpartner eine Einheit bilden, wobei die Einheit in einem verbundenen Zustand entkoppelt von einer Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung vorliegt.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Energieversorgungsvorrichtung zur Verwendung in dem vorgeschlagenen System. Bei der Energieversorgungsvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Energieversorgungsvorrichtung mit einer besonders hohen Lebensdauer und/oder um eine Energieversorgungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, besonders hohe Ströme, insbesondere Konstant-Ström von mehr als 50 Ampère, bevorzugt mehr als 70 Ampère und am meisten bevorzugt von mehr als 100 Ampère, abzugeben.
  • Die Energieversorgungsvorrichtung kann vorzugsweise einen Akkumulator oder eine bevorzugt wiederaufladbare Batterie aufweisen. Selbstverständlich ist es im Sinne der Erfindung auch möglich, dass die Energieversorgungsvorrichtung zwei oder mehr Akkus und/oder Batterien aufweist. Die Akkus und/oder Batterien können sog. Batteriepacks aufweisen, die beispielsweise zylindrische Zellen umfassen. Diese zylindrischen Zellen können beispielsweise eine chemische Substanz umfassend Lithium-Ionen, Magnesium-Ionen und/oder Natrium-Ionen enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein. Es können aber auch anderen Zelltypen, beispielsweise mit quaderder würfelförmigen Zellen im Kontext der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen.
  • Bei der Energieversorgungsvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Energieversorgungsvorrichtung mit einer besonders hohen Lebensdauer und/oder um eine Energieversorgungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, besonders hohe Ströme, insbesondere Konstant-Ström von mehr als 50 Ampère, bevorzugt mehr als 70 Ampère und am meisten bevorzugt von mehr als 100 Ampère, abzugeben. Die besonders hohe Lebensdauer kann vorzugsweise dazu führen, dass die Energieversorgungsvorrichtung besonders viele Einschubvorgänge bzw. Einschubzyklen übersteht, ohne zu verschleißen. Darüber hinaus kann die besonders hohe Lebensdauer bedeuten, dass die chemischen Bestandteile der Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet sind, häufiger als bisherige Energieversorgungsvorrichtungen aufgeladen werden zu können, ohne wesentlich zu altern. Ein wesentlicher Vorteil des vorgeschlagenen Kontaktsystems besteht darin, dass mit ihm solche leistungsstarken Energieversorgungsvorrichtungen sicher und einfach verbunden werden können. Insbesondere ist das vorgeschlagene Kontaktsystem aufgrund der höheren Anzahl von Kontaktbereichen zwischen den Kontaktpartnern der Schnittstelle in der Lage, höhe Ströme zu übertragen und dabei während der gesamten Lebensdauer der Energieversorgungsvorrichtungen eingesetzt werden zu können, ohne zu verschleißen. Dadurch können die Vorteile neuer Zell- und Batterietechnologien mit Hilfe der Erfindung optimal ausgenutzt werden. Mithin kann mit der Erfindung ein Kontaktsystem aus Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt werden, dass einen effizienten Einsatz von Energieversorgungsvorrichtungen in batteriebetriebenen Werkzeugmaschine ermöglicht, dies insbesondere auch für Applikationen und Anwendungen, die sehr hohe elektrische Leistungsanforderungen und/oder sehr hohe Lebensdaueranforderungen an das System bzw. seine Schnittstelle stellen.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung mindestens eine Energiespeicherzelle («Zelle») umfasst, wobei die mindestens eine Zelle weist einen Innenwiderstand DCR_I von kleiner als 10 Milliohm (mOhm) auf. In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann der Innenwiderstand DCR_I der mindestens einen Zelle kleiner als 8 Milliohm und bevorzugt kleiner 6 Milliohm sein. Dabei wird der Innenwiderstand DCR_I vorzugsweise nach der Norm IEC61960 gemessen. Der Innenwiderstand DCR_I stellt insbesondere den Widerstand einer Zelle der Energieversorgungsvorrichtung dar, wobei etwaige Komponenten oder Zubehörteile der Zelle keinen Beitrag zum Innenwiderstand DCR_I leisten. Ein geringer Innenwiderstand DCR_I ist von Vorteil, da dadurch unerwünschte Wärme, die abgeführt werden muss, überhaupt nicht entsteht. Der Innenwiderstand DCR_I ist insbesondere ein Gleichstrom-Widerstand, der im Inneren einer Zelle der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung gemessen werden kann. Selbstverständlich kann der Innenwiderstand DCR_I auch Zwischenwerte, wie 6,02 Milliohm; 7,49 Milliohm; 8,33 Milliohm; 8,65 Milliohm oder 9,5 Milliohm, annehmen.
  • Es hat sich gezeigt, dass mit dem Innenwiderstand DCR_I der mindestens einen Zelle von kleiner als 10 Milliohm eine Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt werden kann, die besonders gute thermische Eigenschaften in dem Sinne aufweist, dass sie besonders gut bei niedrigen Temperaturen betrieben werden kann, wobei der Kühlaufwand überraschend gering gehalten werden kann. Insbesondere ist eine Energieversorgungsvorrichtung mit einem Zell-Innenwiderstand DCR_I von kleiner als 10 Milliohm besonders gut geeignet, um besonders leistungsstarke Werkzeugmaschinen mit elektrischer Energie zu versorgen. Solche Energieversorgungsvorrichtungen können somit einen wertvollen Beitrag dazu leisten, einen Einsatz von akkubetriebenen Werkzeugmaschinen auch in solchen Anwendungsgebieten zu ermöglichen, von denen die Fachwelt bisher davon ausgegangen war, dass diese Anwendungsgebiete akkubetriebenen Werkzeugmaschinen nicht zugänglich sind.
  • Vorteilhafterweise kann mit eine solchen Energieversorgungsvorrichtung eine Möglichkeit dafür geschaffen werden, eine batterie- oder akkubetriebene Werkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Energieversorgungsvorrichtung über einen langen Zeitraum mit einer hohen Abgabeleistung zu versorgen, ohne die umliegenden Kunststoffbauteile oder die Zellchemie innerhalb der Zellen der Energieversorgungsvorrichtung zu schädigen.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass ein Verhältnis eines Widerstands der mindestens einen Zelle zu einer Oberfläche A der mindestens einen Zelle kleiner als 0,2 Milliohm/cm2 ist, bevorzugt kleiner als 0,1 Milliohm/cm2 und am meisten bevorzugt kleiner als 0,05 Milliohm/cm2. Bei einer zylindrischen Zelle kann die Oberfläche der Zelle beispielsweise von der Außenfläche des Zylinders, sowie der Oberseite und der Unterseite der Zelle gebildet werden. Es kann darüber hinaus im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass ein Verhältnis eines Widerstands der mindestens einen Zelle zu einem Volumen V der mindestens einen Zelle kleiner als 0,4 Milliohm/cm3 ist, bevorzugt kleiner als 0,3 Milliohm/cm3 und am meisten bevorzugt kleiner als 0,2 Milliohm/cm3. Der Fachmann kennt für übliche geometrische Formen, wie Quader, Würfel, Kugel oder dergleichen, die Formeln zur Berechnung der Oberfläche oder des Volumens eines solchen geometrischen Körpers. Der Begriff «Widerstand» bezeichnet im Sinne der Erfindung bevorzugt den Innenwiderstand DCR_I, der vorzugsweise nach der Norm IEC61960 gemessen werden kann. Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen Gleichstrom-Widerstand.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle einen Erwärmungskoeffizienten von kleiner als 1,0 W/(Ah·A) aufweist, bevorzugt kleiner als 0,75 W/(Ah·A) und besonders bevorzugt von kleiner als 0,5 W/(Ah·A). Darüber hinaus kann die mindestens eine Zelle dazu ausgebildet sein, im Wesentlichen konstant einen Strom von größer als 1.000 Ampère/Liter abzugeben. Die Angabe des Entladestroms erfolgt in Bezug auf das Volumen der mindestens einen Zelle, wobei als Einheit für das Volumen die Raum-Maßeinheit «Liter» (I) verwendet wird. Die erfindungsgemäßen Zellen sind somit in der Lage, pro Liter Zellvolumen einen Entladestrom von im Wesentlichen konstant größer als 1.000 A abzugeben. Mit anderen Worten ist eine Zelle mit einem Volumen von 1 Liter in der Lage, einen im Wesentlichen konstanten Entladestrom von größer als 1.000 A abzugeben, wobei die mindestens eine Zelle darüber hinaus einen Erwärmungskoeffizienten von kleiner als 1,0 W/(Ah·A) aufweist. In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann die mindestens eine Zelle der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung einen Erwärmungskoeffizienten von kleiner als 0,75 W/(Ah·A), bevorzugt kleiner als 0,5 W/ (Ah·A) aufweisen. Die Einheit des Erwärmungskoeffizienten lautet Watt / (Ampèrestunden · Ampère). Selbstverständlich kann der Erwärmungskoeffizient auch Zwischenwerte, wie 0,56 W/(Ah.A); 0,723 W/(Ah.A) oder 0,925 W/(Ah.A) aufweisen.
  • Die Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise die Bereitstellung einer Energieversorgungsvorrichtung mit mindestens einer Zelle, die eine verringerte Erwärmung aufweist und somit besonders gut für die Versorgung von Werkzeugmaschine geeignet ist, bei denen hohe Leistungen und hohe Ströme, vorzugsweise Konstant-Ströme, für den Betrieb erwünscht sind. Insbesondere kann mit der Erfindung eine Energieversorgungsvorrichtung für eine Werkzeugmaschine bereitgestellt werden, bei der die Wärme, die gegebenenfalls bei Betrieb der Werkzeugmaschine und bei Abgabe von elektrischer Energie an die Werkzeugmaschine entsteht, besonders einfach und unkompliziert abgeführt werden kann. Tests haben gezeigt, dass mit der Erfindung nicht nur vorhandene Wärme besser abgeführt werden kann. Vielmehr wird mit der Erfindung verhindert, dass Wärme entsteht bzw. die bei Betrieb der Werkzeugmaschine erzeugte Wärmemenge kann mit der Erfindung erheblich reduziert werden. Vorteilhafterweise kann mit der Erfindung eine Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt werden, die vor allem auch solche Werkzeugmaschine optimal mit elektrischer Energie versorgen kann, die hohe Anforderungen an Leistung und Entladestrom stellen. Mit anderen Worten kann mit der Erfindung eine Energieversorgungsvorrichtung für besonders leistungsstarke Werkzeugmaschine bereitgestellt werden, mit denen beispielsweise auf Baustellen schwere Bohr- oder Abbrucharbeiten verrichtet werden.
  • Der Begriff «Werkzeugmaschine» ist im Sinne der Erfindung als typisches Gerät zu verstehen, dass auf einer Baustelle, beispielsweise einer Hochbau-Baustelle und/oder einer Tiefbau-Baustelle, verwendet werden kann. Es kann sich um Bohrhämmer, Meißelgeräte, Kernbohrgerät, Winkel- oder Trennschleifer, Trenngeräte oder dergleichen handeln, ohne darauf beschränkt zu sein. Darüber hinaus können Hilfsgeräte, wie sie gelegentlich auf Baustellen verwendet werden, wie Lampen, Radios, Staubsauger, Meßgeräte, Bau-Roboter, Schubkarren, Transportgeräte, Vorschubvorrichtungen oder andere Hilfsgeräte «Werkzeugmaschine» im Sinne der Erfindung sein. Die Werkzeugmaschine kann insbesondere eine mobile Werkzeugmaschine sein, wobei die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung insbesondere auch in stationären Werkzeugmaschinen, wie ständergeführten Bohrgeräten oder Kreissägen, zum Einsatz kommen kann. Bevorzugt sind aber handgeführte Werkzeugmaschinen, die insbesondere akku- oder batteriebetrieben sind.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle eine Temperatur-Abkühl-Halbwertzeit kleiner als 12 Minuten aufweist, bevorzugt kleiner 10 Minuten, besonders bevorzugt kleiner 8 Minuten. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass sich bei freier Konvektion eine Temperatur der mindestens einen Zelle in weniger als 12, 10 oder 8 min halbiert. Die Temperatur-Abkühl-Halbwertzeit wird vorzugsweise in einem Ruhezustand der Energieversorgungsvorrichtung ermittelt, d.h. wenn die Energieversorgungsvorrichtung nicht in Betrieb, d.h. mit einer Werkzeugmaschine verbunden vorliegt. Vor allem Energieversorgungsvorrichtungen mit Temperatur-Abkühl-Halbwertzeiten von kleiner als 8 min haben sich als besonders geeignet für den Einsatz bei leistungsstarken Werkzeugmaschinen gezeigt. Selbstverständlich kann die Temperatur-Abkühl-Halbwertzeit auch einen Wert von 8,5 Minuten, 9 Minuten 20 Sekunden oder von 11 Minuten 47 Sekunden aufweisen.
  • Durch die überraschend geringe Temperatur-Abkühl-Halbwertzeit der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung verweilt die im Betrieb der Werkzeugmaschine oder bei ihrem Laden erzeugte Wärme nur für kurze Zeit innerhalb der mindestens einen Zelle. Auf diese Weise kann die Zelle besonders schnell wieder aufgeladen werden und steht zügig für einen erneuten Einsatz in der Werkzeugmaschine zur Verfügung. Vielmehr kann die thermische Belastung der Komponente der Energieversorgungsvorrichtung oder der Werkzeugmaschine mit der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung erheblich reduziert werden. Dadurch kann die Energieversorgungsvorrichtung geschont und ihre Lebenszeit verlängert werden.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle in einem Batteriepack der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet ist. In dem Batteriepack können vorzugsweise eine Reihe von Einzelzellen zusammengefasst werden und auf diese Weise optimal in die Energieversorgungsvorrichtung eingefügt werden. Beispielsweise können 5, 6 oder 10 Zellen einen Batteriepack bilden, wobei auch ganzzahlige Vielfache dieser Zahlen möglich sind. Beispielsweise kann die Energieversorgungsvorrichtung einzelne Zellstränge aufweisen, die beispielsweise 5, 6 oder 10 Zellen umfassen können. Eine Energieversorgungsvorrichtung mit beispielsweise drei Strängen ä fünf Zellen kann beispielsweise 15 Einzelzellen umfassen.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung eine Kapazität von wenigstens 2,2 Ah, bevorzugt wenigstens 2,5 Ah aufweist. Tests haben gezeigt, dass die genannten Kapazitätswerte besonders gut für den Einsatz von leistungsstarken Werkzeugmaschinen im Baugewerbe geeignet sind und den dortigen Anforderungen an Verfügbarkeit von elektrischer Energie und möglicher Nutzungsdauer der Werkzeugmaschine besonders gut entsprechen.
  • Vorzugsweise ist die mindestens eine Zelle der Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet, einen Entladestrom über wenigstens 10 s von wenigstens 20 A abzugeben. Beispielsweise kann eine Zelle der Energieversorgungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, einen Entladestrom über wenigstens 10 s von wenigstens 20 A, insbesondere wenigstens 25 A, bereitzustellen. Mit anderen Worten kann die mindestens eine Zelle einer Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, einen Dauerstrom von wenigstens 20 A, insbesondere von wenigstens 25 A, bereitzustellen.
  • Gleichfalls ist es denkbar, dass Spitzenströme, insbesondere kurzzeitige Spitzenströme, zu einer starken Erwärmung der Energieversorgungsvorrichtung führen können. Daher ist eine Energieversorgungsvorrichtung mit einer leistungsstarken Kühlung, wie sie durch die vorliegend beschriebenen Maßnahmen erzielt werden kann, besonders vorteilhaft. Denkbar ist beispielsweise, dass die mindestens eine Zelle der Energieversorgungsvorrichtung über 1 Sekunde hinweg wenigstens 50 A bereitstellen kann. Mit anderen Worten ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle der Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, einen Entladestrom über wenigstens 1 s von wenigstens 50 A bereitzustellen. Werkzeugmaschinen können oftmals kurzzeitig hohe Leistungen benötigen. Eine Energieversorgungsvorrichtung, deren Zellen dazu in der Lage sind, einen derartigen Spitzenstrom und/oder einen derartigen Dauerstrom abzugeben, kann daher besonders geeignet für leistungsstarke Werkzeugmaschinen sein, wie sie auf Baustellen eingesetzt werden.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle einen Elektrolyten umfasst, wobei der Elektrolyt bei Raumtemperatur vorzugsweise in einem flüssigen Aggregatzustand vorliegt. Der Elektrolyt kann Lithium, Natrium und/oder Magnesium umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Insbesondere kann der Elektrolyt Lithium-basiert sein. Alternativ oder ergänzend kann er auch Natrium-basiert sein. Denkbar ist auch, dass der Akkumulator Magnesium-basiert ist. Die elektrolyt-basierte Energieversorgungsvorrichtung kann eine Nennspannung von wenigstens 10 V, bevorzugt wenigstens 18 V, insbesondere von wenigstens 28 V, beispielsweise 36 V, aufweisen. Ganz besonders bevorzugt ist eine Nennspannung in einem Bereich von 18 bis 22 V, insbesondere in einem Bereich von 21 bis 22 V. Die mindestens eine Zelle der Energieversorgungsvorrichtung kann beispielsweise eine Spannung von 3,6 V aufweisen, ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung beispielsweise mit einer Laderate von 1,5 C, bevorzugt 2 C und am meisten bevorzugt von 3 C geladen wird. Unter einer Laderate xC kann dabei die Stromstärke verstanden werden, die benötigt wird, um eine entladene Energieversorgungsvorrichtung in einem dem Zahlwert x der Laderate x C entsprechenden Bruchteil einer Stunde vollständig aufzuladen. Eine Laderate von 3 C ermöglicht beispielsweise ein vollständiges Aufladen des Akkumulators binnen 20 Minuten.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens Zelle der Energieversorgungsvorrichtung eine Oberfläche A und ein Volumen V aufweist, wobei ein Verhältnis A/V von Oberfläche zu Volumen größer ist als das Sechsfache, bevorzugt das Achtfache und besonders bevorzugt das Zehnfache des Kehrwerts der dritten Wurzel des Volumens.
  • Die Formulierung, dass die Oberfläche A der mindestens einen Zelle ist größer ist als beispielsweise das Achtfache der dritten Wurzel des Quadrats des Volumens V kann vorzugsweise auch durch die Formel A >8* V ^(2/3) zum Ausdruck gebracht werden. In einer anderen Schreibweise kann dieser Zusammenhang dadurch beschrieben werden, dass das Verhältnis A/V von Oberfläche zu Volumen größer ist als das Achtfache des Kehrwerts der dritten Wurzel des Volumens.
  • Dabei sind zur Prüfung, ob die obige Relation erfüllt ist, stets Werte in der gleichen Grundeinheit einzusetzen. Wenn beispielsweise ein Wert für die Oberfläche in m2 in die obige Formel eingesetzt wird, so wird für das Volumen vorzugsweise ein Wert in der Einheit m3 eingesetzt. Wenn beispielsweise ein Wert für die Oberfläche in der Einheit cm2 in die obige Formel eingesetzt wird, so wird für das Volumen vorzugsweise ein Wert in der Einheit cm3 eingesetzt. Wenn beispielsweise ein Wert für die Oberfläche in der Einheit mm2 in die obige Formel eingesetzt wird, so wird für das Volumen vorzugsweise ein Wert in der Einheit mm3 eingesetzt.
  • Zellgeometrien, die beispielsweise die Relation von A >8* V ^(2/3) erfüllen, weisen vorteilhafterweise ein besonders günstiges Verhältnis zwischen der für die Kühlwirkung maßgeblichen Außenfläche der Zelle zum Zellvolumen auf. Dabei haben die Erfinder erkannt, dass das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der mindestens einen Zelle der Energieversorgungsvorrichtung einen wichtigen Einfluss auf die Entwärmung der Energieversorgungsvorrichtung hat. Die verbesserte Kühlfähigkeit der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung kann vorteilhafterweise durch eine Erhöhung der Zelloberfläche bei gleichbleibendem Volumen und geringem Innenwiderstand der mindestens einen Zelle erreicht werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine geringe Zelltemperatur bei gleichzeitig hoher Leistungsabgabe vorzugsweise dann ermöglicht werden kann, wenn der Innenwiderstand der Zelle reduziert wird. Die Reduzierung des Innenwiderstands der mindestens einen Zelle kann zu einer geringeren Wärmeentstehung führen. Darüber hinaus kann eine geringe Zelltemperatur durch die Verwendung von Zellen, bei denen die Oberfläche A von mindestens einer Zelle innerhalb der Energieversorgungsvorrichtung größer ist als das Sechsfache, bevorzugt das Achtfache und besonders bevorzugt das Zehnfache der dritten Wurzel des Quadrats des Volumens V der mindestens einen Zelle. Dadurch kann insbesondere die Wärmeabgabe an die Umgebung verbessert werden.
  • Es hat sich gezeigt, dass Energieversorgungsvorrichtungen, deren Zellen die genannte Relation erfüllen, deutlich besser gekühlt werden können als bisher bekannte Energieversorgungsvorrichtungen mit beispielsweise zylinderförmigen Zellen. Die obige Relation kann beispielsweise dadurch erfüllt werden, dass die Zellen der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung zwar eine zylinderförmige Grundform aufweisen, aber zusätzliche Oberflächen vergrößernde Elemente auf ihrer Oberfläche angeordnet sind. Dabei kann es sich beispielsweise um Rippen, Zähne oder dergleichen handeln. Es können im Rahmen der Erfindung auch Zellen verwendet werden, die keine zylinderförmige oder zylindrische Grundform aufweisen, sondern vollkommen anders geformt sind. Beispielsweise können die Zellen der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung eine im Wesentlichen quader- oder würfelförmige Grundform aufweisen. Der Begriff "im Wesentlichen" ist dabei für den Fachmann nicht unklar, weil der Fachmann weiß, dass im Kontext der vorliegenden Erfindung beispielsweise auch ein Quader mit Einbuchtungen oder abgerundeten Ecken und/oder Kanten unter den Begriff "im Wesentlichen quaderförmig" fallen soll.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle einen Zellkern aufweist, wobei kein Punkt innerhalb des Zellkerns mehr als 5 mm von einer Oberfläche der Energieversorgungsvorrichtung entfernt ist. Wenn die Energieversorgungsvorrichtung entladen wird, beispielsweise wenn sie mit einer Werkzeugmaschine verbunden ist und mit der Werkzeugmaschine gearbeitet wird, kann im Zellkern Wärme entstehen. Diese Wärme kann in dieser konkreten Ausgestaltung der Erfindung auf verhältnismäßig kurzem Wege bis zur Oberfläche der Zelle der Energieversorgungsvorrichtung transportiert werden. Von der Oberfläche kann die Wärme optimal abgeführt werden. Somit kann eine solche Energieversorgungsvorrichtung eine gute Kühlung, insbesondere eine vergleichsweise gute Selbstkühlung, aufweisen. Die Zeitdauer bis zum Erreichen der Grenztemperatur kann verlängert und/oder das Erreichen der Grenztemperatur vorteilhafterweise gänzlich vermieden werden. Als weiterer Vorteil der Erfindung kann Innerhalb des Zellkerns eine verhältnismäßig homogene Temperaturverteilung erreicht werden. Hierdurch kann sich eine gleichmäßige Alterung des Akkumulators ergeben. Dies wiederum kann die Lebensdauer der Energieversorgungsvorrichtung erhöhen.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle eine maximale Konstant-Strom-Abgabe von größer als 50 Ampère, bevorzugt größer als 70 Ampère, am meisten bevorzugt größer 100 Ampère aufweist. Die maximale Konstant-Strom-Abgabe ist die Menge an Strom einer Zelle oder einer Energieversorgungsvorrichtung, die entnommen werden kann, ohne dass die Zelle oder die Energieversorgungsvorrichtung an eine Temperatur-Obergrenze gelangt. Mögliche Temperatur-Obergrenze können in einem Bereich von 60 °C oder 70 °C liegen, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Einheit der maximalen Konstant-Strom-Abgabe ist Ampère.
  • Bei allen Wertebereichen, die im Kontext der vorliegenden Erfindung genannt werden, sollen stets auch alle Zwischenwerte als offenbart gelten. Als Beispiel sollen bei der maximalen Konstant-Strom-Abgabe auch Werte zwischen 50 und 70 A als offenbart gelten, also zum Beispiel 51; 62,3; 54, 65,55 oder 57,06 Ampère usw. Darüber hinaus sollen auch Werte zwischen 70 und 100 A als offenbart gelten, also zum Beispiel 72; 83,3; 96, 78,55, 87,25 oder 98,07 Ampère usw.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung eine Entlade-C-Rate von größer als 80 ·t^(-0,45) aufweist, wobei der Buchstabe "t" für die Zeit in der Einheit Sekunden steht. Die C-Rate ermöglicht vorteilhafterweise eine Quantifizierung der Lade- und Entladeströme für Energieversorgungsvorrichtungen, wobei die hier verwendete Enlade-C-Rate insbesondere die Quantifizierung der Entladeströme von Energieversorgungsvorrichtungen ermöglicht. Mit der C-Rate können beispielsweise die maximal zulässigen Lade- und Entladeströme angegeben werden. Diese Lade- und Entladeströme hängen vorzugsweise von der Nennkapazität der Energieversorgungsvorrichtung ab. Die ungewöhnlich hohe Entlade-C-Rate von 80· t^(-0,45) bedeutet vorteilhafterweise, dass mit der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung besonders hohe Entladeströme erreicht werden können, die für den Betrieb von leistungsstarken Werkzeugmaschinen im Baugewerbe erforderlich sind. Beispielsweise können die Entladeströme in einem Bereich von größer als 50 Ampère, bevorzugt größer als 70 Ampère oder noch mehr bevorzugt größer als 100 Ampère liegen.
  • Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Zelle einen Zelltemperaturgradienten von kleiner 10 Kelvin aufweist. Der Zelltemperaturgradient ist vorzugsweise ein Maß für Temperaturunterschiede innerhalb der mindestens einen Zelle der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung, wobei es im Sinne der Erfindung bevorzugt ist, dass die Zelle eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung aufweist, d.h. dass eine Temperatur in einem inneren Bereich der Zelle möglichst wenig abweicht von einer Temperatur, die im Bereich einer Mantel- oder Außenfläche der Zelle gemessen wird.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Die Figuren, 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.
  • In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Systems aus Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung
    Fig. 2
    mögliche Ausgestaltung der Oberseite einer Energieversorgungsvorrichtung einer bevorzugten Ausgestaltung des vorgeschlagenen Systems
    Fig. 3
    mögliche Ausgestaltung einer Einheit aus weiblichem und männlichem Kontaktpartner
    Fig. 4
    mögliche Ausgestaltung einer Schnittstelle aus einem weiblichen und einem männlichen Kontaktpartner mit zwei Kontaktbereichen
    Fig. 5
    verschiedene Ansichten eines männlichen und weiblichen Kontaktpartners im verbundenen Zustand
    Fig. 6
    verschiedene Ansichten eines männlichen und weiblichen Kontaktpartners im getrennten Zustand
    Fig. 7
    Detailansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines weiblichen Kontaktpartners
    Fig. 8
    Detailansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines männlichen Kontaktpartners
    Ausführungsbeispiele und Figurenbeschreibung:
  • Figur 1 zeigt eine mögliche Ausgestaltung des Systems 100 aus Werkzeugmaschine 10 und Energieversorgungsvorrichtung 20. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Werkzeugmaschine 10 auf der linken Bildhälfte abgebildet und die Energieversorgungsvorrichtung 20 auf der rechten Bildhälfte. Die Werkzeugmaschine 10 weist zwei männliche Kontaktpartner 50 auf, wobei insbesondere die Schwerter 52 in Fig. 1 dargestellt sind. Die männlichen Kontaktpartner 50 sind Bestandteil einer Schnittstelle 30, wobei die Schnittstelle 30 darüber hinaus auch weibliche Kontaktpartner 40 aufweist. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegen die weiblichen Kontaktpartner 40 an der Energieversorgungsvorrichtung 20 angeordnet vor. Die weiblichen Kontaktpartner 40 können Einzelkontakte darstellen oder - wie in Fig. 1 und 2 dargestellt - in einem Block oder eine Schublade integriert vorliegen. Der Block oder die Schublade mit den weiblichen Kontaktpartnern 40 wird als Aufnahmevorrichtung 80 bezeichnet (siehe Fig. 2). In Fig. 1 ist insbesondere der Fall dargestellt, dass die Werkzeugmaschine 10 und die Energieversorgungsvorrichtung 20 getrennt voneinander vorliegen. Die Werkzeugmaschine 10 und die Energieversorgungsvorrichtung 20 können zusammen ein System 100 bilden, wobei die Energieversorgungsvorrichtung 20 dazu eingerichtet ist, die Werkzeugmaschine 10 mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Schnittstelle 30 umfasst darüber hinaus mindestens ein elastisches Mittel 60 zur Reduzierung eines Relativwegs zwischen den männlichen Kontaktpartnern 50 und den weiblichen Kontaktpartnern 40. Das mindestens eine elastische Mittel 60 kann ein elastisches Element 62 umfassen, das beispielsweise eine Feder oder eine Spiralfeder sein kann. Es sind aber auch alle anderen denkbaren elastischen Elemente 62 möglich und denkbar. Wenn die männlichen Kontaktpartner 50 in die weiblichen Aufnahmeklemmen 40 eingeführt werden, wird das elastische Mittel 60 zur Reduzierung eines Relativwegs zusammengedrückt, so dass ein besonders enger Kontakt zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 entsteht. Ein solcher Kontakt wird in Fig. 3 gezeigt. Durch den Kontakt der Kontaktpartner 40, 50 und das Zusammendrücken des elastischen Mittels 60 zur Reduzierung eines Relativwegs ergibt sich ein Spiel bzw. ein Bewegungsraum, in dem eine Einheit 70 (siehe Fig. 3) aus männlichem Kontaktpartner 50 und weiblichem Kontaktpartner 40 vorliegen kann. Eine Bewegung oder Schwingung der Energieversorgungsvorrichtung 20 führt dann dazu, dass die Einheit 70 aus männlichem Kontaktpartner 50 und weiblichem Kontaktpartner 40 genügend Spiel hat, um nicht in die Grenzwände des Bewegungsraums anzustoßen. Dadurch ergibt sich eine Entkopplung der Energieversorgungsvorrichtung 20 von der Einheit 70 aus männlichem Kontaktpartner 50 und weiblichem Kontaktpartner 40, wodurch die Einheit 70 aus männlichem Kontaktpartner 50 und weiblichem Kontaktpartner 40 besonders gut geschützt wird. Der enge Kontakt zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 führt dazu, dass besonders hohe Ströme von der Energieversorgungsvorrichtung 20 an die Werkzeugmaschine fließen können. Dies folgt insbesondere daraus, dass sich der Übergangswiderstand zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 mit der Erfindung erheblich reduziert werden kann, so dass insbesondere auch die in einem Kontaktbereich 32 (siehe Fig. 3) zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 gemessene Temperaturen weniger stark ansteigen als bei konventionellen Schnittstellen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Durch den reduzierten Übergangswiderstand und die reduzierten Temperaturen im Kontaktbereich 32 der Schnittstelle 30 verlängern sich erfreulicherweise die Lebensdauer der vorgeschlagenen Schnittstelle 30.
  • Auch wenn in Fig. 1 dargestellt ist, dass die männlichen Kontaktpartner 50 an der Werkzeugmaschine 10 angeordnet vorliegen und die weiblichen Kontaktpartner 40 an der Energieversorgungsvorrichtung 20, so kann auch eine gespiegelte Anordnung möglich sein, bei der die männlichen Kontaktpartner 50 an der Energieversorgungsvorrichtung 20 angeordnet vorliegen und die weiblichen Kontaktpartner 40 an der Werkzeugmaschine 10. Insbesondere kann es im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass die männlichen Kontaktpartner 50 angefedert sind, d.h. mit einem elastischen Mittel 60 zur Reduzierung eines Relativwegs verbunden vorliegen.
  • In den Figuren ist eine Einschubrichtung 34 dargestellt, die angibt, in welcher Richtung die Kontaktpartner 40, 50 der Schnittstelle 30 ineinandergesteckt bzw. ineinandergeschoben werden können, um eine elektrisch leitende Verbindung einzugehen.
  • Fig. 2 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Oberseite einer Energieversorgungsvorrichtung 20 einer bevorzugten Ausgestaltung des vorgeschlagenen Systems 100. Dargestellt sind vier weibliche Kontaktpartner 40, die in einer Aufnahmevorrichtung 80 angeordnet vorliegen. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Aufnahmevorrichtung 80 auch männliche Kontaktpartner 50 oder männliche Kontaktpartner 50 und weibliche Kontaktpartner 40 aufnehmen. Die Aufnahmevorrichtung 80 ist insbesondere dazu eingerichtet, die Leistungs- oder Stromkontakte 40, 50 der Schnittstelle 30 aufzunehmen.
  • Die Schnittstelle 30 kann Kommunikationselemente 90 aufweisen, die beispielsweise im Bereich der Aufnahmevorrichtung 80 angeordnet sein können oder Bestandteil der Aufnahmevorrichtung 80 sein können. Die Kommunikationselemente 90 können mittig bzw. zentral in der Aufnahmevorrichtung 80 angeordnet und zur Übertragung von Daten zwischen der Werkzeugmaschine 10 und der Energieversorgungsvorrichtung 20 vorgesehen sein. Außerdem zeigt Fig. 2 zwei elastische Elemente 62, die als Federn, insbesondere Spiralfedern, ausgebildet sind. Die Federn 62 bilden Mittel 60 zur Reduzierung eines Relativwegs zwischen den Strom- oder Leistungskontakten 40, 50 der Schnittstelle 30. Die Kommunikationselemente 90 können dazu eingerichtet sein, eine Kommunikationsverbindung 92 zwischen der Werkzeugmaschine 10 und der Energieversorgungsvorrichtung 20 herzustellen, wobei die Kommunikationsverbindung 92 drahtgebunden oder drahtlos ausgebildet sein kann. Die Kommunikationsverbindung 92 ist in Fig. 1 schematisch durch die gestrichelte Linie zwischen den Kommunikationselementen 90 dargestellt.
  • Die Aufnahmevorrichtung 80 kann darüber hinaus Kommunikationselemente 90 aufweisen, die vorzugsweise mittig bzw. zentral in der Aufnahmevorrichtung 80 angeordnet sind. Die Kommunikationselemente 90 sind vorzugsweise zur Übertragung von Daten zwischen der Werkzeugmaschine 10 und der Energieversorgungsvorrichtung 20 vorgesehen. Außerdem zeigt Fig. 2 zwei elastische Elemente 62, die als Federn, insbesondere Spiralfedern, ausgebildet sind. Die Federn 62 bilden Mittel 60 zur Reduzierung eines Relativwegs.
  • Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer Einheit 70 aus einem weiblichem Kontaktpartner 40 und einem männlichem Kontaktpartner 50. Dargestellt ist in Fig. 3 insbesondere eine Schnittstelle 30, die einen weiblichen Kontaktpartner 40 und einen männlichen Kontaktpartner 50 aufweist. Insbesondere zeigt Fig. 3 einen verbundenen Zustand, bei dem die Energieversorgungsvorrichtung 20 und die Werkzeugmaschine 10 miteinander verbunden vorliegen, so dass Strom bzw. elektrische Energie von der Energieversorgungsvorrichtung 20 in Richtung der Werkzeugmaschine 10 fließen kann. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 befindet sich in der Aufnahmeklemme 44 bzw. den Schenkeln 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 angeordnet vor, wobei die Kontaktpartner 40, 50 miteinander einen Kontaktbereich 32 bilden, über den der Strom bzw. die elektrische Energie von der Energieversorgungsvorrichtung 20 an die Werkzeugmaschine 10 übertragen werden kann. Der Kontaktbereich 32 bildet sich insbesondere im Bereich einer Verjüngung 42 des weiblichen Kontaktpartners 40 aus, in dem die Schenkel 44 bzw. die Komponenten der Aufnahmeklemme 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 einen minimalen Abstand zu einander einnehmen. Dadurch legen sich die Schenkel 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 besonders eng an das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 an. Der Kontaktbereich 32 stellt im Kontext der vorliegenden Erfindung vorzugsweise einen ersten Kontaktbereich 110 dar. Eine erste Kontaktnormalkraft 112 ist im ersten Kontaktbereich 110 der Schnittstelle 30 im Wesentlichen senkrecht zur Einschubrichtung 34 orientiert.
  • Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer Einheit 70 aus einem weiblichem Kontaktpartner 40 und einem männlichem Kontaktpartner 50. Dargestellt ist in Fig. 4 insbesondere eine Schnittstelle 30 mit Leistungskontakten 40, 50, wobei der mindestens eine weiblichen Kontaktpartner 40 mit einem elastischen Mittel 60 zur Reduzierung des Relativwegs zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 angefedert bzw. vorgespannt ist. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 wird von einem Innenraum 48 des weiblichen Kontaktpartners 40 aufgenommen, wobei dieser Innenraum 48 von den Schenkeln 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 gebildet wird. Der Kontakt zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 besteht insbesondere in einem Kontaktbereich 32 der Schnittstelle 30, der bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Bereich des geringsten Abstandes zwischen den Schenkeln 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 angeordnet ist. Dieser Kontaktbereich 32 wird im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als ersten Kontaktbereich 110 bezeichnet. Die erste Kontaktnormalkraft 112 ist in Fig. 4 mit den aufeinanderzuweisenden Pfeilen dargestellt. Die erste Kontaktnormalkraft 112 steht vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht auf einer virtuellen zentralen Achse durch das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50. Die erste Kontaktnormalkraft 112 kann darüber hinaus im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Kontaktnormalkraft 122 ausgebildet sein, die von einem zweiten Kontaktbereich 120 der Schnittstelle 30 definiert wird. In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erste Kontaktnormalkraft 112 im Wesentlichen senkrecht zu der Einschubrichtung 34 der Schnittstelle 30 orientiert, während die zweite Kontaktnormalkraft 122 im Wesentlichen parallel zu der Einschubrichtung 34 der Schnittstelle 30 orientiert vorliegt.
  • Der zweite Kontaktbereich 120 kann von Anschlägen 49 des weiblichen Kontaktpartners 40 und Anlageflächen 56 des männlichen Kontaktpartners 50 gebildet werden. Vorzugsweise wird der zweite Kontaktbereich 120 zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 von Kontaktflächen 49, 56 gebildet, wobei der weibliche Kontaktpartner 40 eine Kontaktfläche 49 und der männliche Kontaktpartner 50 eine Kontaktfläche 56 aufweist. In dem in Figur 5 dargestellten verbundenen Zustand der Kontaktpartner 40, 50 sind die Kontaktflächen 49, 56 der Kontaktpartner 40, 50 im Wesentlichen senkrecht in Bezug auf die Einschubrichtung 34 ausgerichtet. Die Kontaktflächen 49, 56 können durch eine Flächennormale beschrieben werden, wobei die Flächennormale in dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Wesentlichen parallel zu der Einschubrichtung 34 orientiert ist. Zwischen den Kontaktflächen 49, 56 der Kontaktpartner 40, 50 wirkt eine zweite Kontaktnormalkraft 122, die vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Einschubrichtung 34 orientiert ist. Die Richtung, in der die zweite Kontaktnormalkraft 122 wirkt, ist in Teilfigur 5b) mit einem schwarzen Pfeil angedeutet. Vorzugsweise ist die zweite Kontaktnormalkraft 122 im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Kontaktnormalkraft 112 orientiert. Sowohl im ersten Kontaktbereich 110, als auch im zweiten Kontaktbereich 120 der Schnittstelle 30 kann elektrischer Strom von dem einen Kontaktpartner 40, 50 an den anderen Kontaktpartner 50, 40 übertragen werden. Tests haben gezeigt, dass die Übertragung des elektrischen Stroms besonders verlustfrei verläuft, was auf den engen Kontakt zwischen den einen Kontaktpartnern 40, 50 der Schnittstelle 30 zurückzuführen ist. Die Übertragung des elektrischen Stroms kann weiter verbessert werden, wenn zumindest einer der Kontaktpartner 40, 50 des Stromleiter-Paares 70 bzw. des Paares 70 aus Leistungskontakten 40, 50 angefedert vorliegt.
  • In dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der weibliche Kontaktpartner 40 zwei Anschläge 49 auf. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass diese beiden Anschläge 49 einen möglichst großen Abstand voneinander aufweisen, weil dadurch die mechanische Stabilität der Schnittstelle 30 verbessert wird. Insbesondere schützt der möglichst große Abstand zwischen den Anschlägen 49 des weiblichen Kontaktpartners 40 wirksam gegen ein unerwünschtes Verkippen der Schnittstelle 30, das die Stromtragfähigkeit der Schnittstelle 30 beeinträchtigen könnte. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 ragt in einen Innenraum 48 des weiblichen Kontaktpartners 40 hinein, stößt aber dort nirgendwo an. Die spitzen- oder keilförmige Ausgestaltung des vorderen Bereichs 54 des Schwerts 52 des männlichen Kontaktpartners 50 ist vorzugsweise dafür vorgesehen, die Kontaktschenkel 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 so auseinanderzudrücken, dass das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 möglichst unkompliziert in den Innenraum 48 des weiblichen Kontaktpartners 40 hineingleiten kann. Die Kontaktfläche 47 des weiblichen Kontaktpartners 40 ist vorzugsweise dazu eingerichtet, einen Relativweg zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 der Schnittstelle 30 zu
  • Figur 5 zeigt verschiedene Ansichten eines männlichen Kontaktpartners 50 und eines weiblichen Kontaktpartners 40 im verbundenen Zustand. Teilfigur 5a zeigt eine Seitenansicht der Einheit 70 aus weiblichen Kontaktpartner 40 und männlichen Kontaktpartner 50, während Teilfigur 5b eine Draufsicht der Einheit 70 aus weiblichen Kontaktpartner 40 und männlichen Kontaktpartner 50 zeigt. Der weibliche Kontaktpartner 40 kann mit einem Stromleiter 36 verbunden vorliegen, wobei der Stromleiter 36 beispielsweise mit Energiespeicherzellen der Energieversorgungsvorrichtung 20 verbunden sein kann, um elektrischen Strom bzw. Energie in Richtung der Schnittstelle 30 zu leiten. Der Stromleiter 36 kann beispielsweise von einer Zopflitze gebildet werden. Der männliche Kontaktpartner 50 kann vorzugsweise an einer Werkzeugmaschine 10 angeordnet vorliegen bzw. Bestandteil einer Werkzeugmaschine 10 sein. Der männliche Kontaktpartner 50 kann insbesondere dazu eingerichtet sein, über sein Schwert 52 den elektrischen Strom bzw. die Energie aufzunehmen, wenn der männliche Kontaktpartner 50 und der weibliche Kontaktpartner 40, wie in Fig. 5 dargestellt, miteinander verbunden vorliegen. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 kann dann in einem Innenraum 48 des weiblichen Kontaktpartners 40 aufgenommen vorliegen und an zwei Stellen 110, 120 in Kontakt mit Bestandteilen des weiblichen Kontaktpartners 40 vorliegen. Diese Kontaktstellen 110, 120 werden im Sinne der Erfindung als erster Kontaktbereich 110 und als zweiter Kontaktbereich 120 bezeichnet. Der erste Kontaktbereich 110 liegt im Bereich einer Verjüngung 42 der Schenkel 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 vor. Im Bereich dieser Verjüngung 42 werden die Schenkel 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 auf das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 gedrückt, so dass eine erste Kontaktnormalkraft 112 zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 wirken kann. Diese erste Kontaktnormalkraft 112 ist vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht orientiert zu einer Einschubrichtung 34 der Kontaktpartner 40, 50 zueinander. Die Richtung, in der die erste Kontaktnormalkraft 112 wirkt, ist in Teilfigur 5b) mit einem schwarzen Pfeil angedeutet. Die Einschubrichtung 34 entspricht vorzugsweise derjenigen Richtung, in der die Schwerter 52 der männlichen Kontaktpartner 50 in die Kontaktarme 44 der weiblichen Kontaktpartner 40 eingeführt werden können, um die Kontaktpartner 40, 50 der Schnittstelle 30 zu verbinden. In den Figuren 5 und 6 ist jeweils ein Paar 70 aus einem männlichen Kontaktpartner 50 und einem weiblichen Kontaktpartner 40 dargestellt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schnittstelle 30 bzw. ihre Verbindungspartner 10, 20 mehr als ein Kontaktpaar 70 umfasst. Beispielsweise können die Werkzeugmaschine 10 und/oder die Energieversorgungsvorrichtung 20 jeweils vier Kontaktpartner 40, 50 umfassen. Diese Kontaktpartner 40, 50 können darüber hinaus in Aufnahmevorrichtungen 80 (vgl. Fig. 1) angeordnet vorliegen.
  • In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der eine weibliche Kontaktpartner 40 angefedert. Das bedeutet, dass der weiblich Kontaktpartner 40 mit einem elastischen Mittel zur Anfederung 60 verbunden ist, das beispielsweise von einer Feder 62 oder einem anderen elastischen Mittel 62 werden kann. In dem in Fig. 5 dargestellten verbundenen Zustand der Kontaktpartner 40, 50 liegt das elastische Mittel 60 zur Anfederung komprimiert bzw. zusammengedrückt vor. Dadurch wird eine Vorspannung auf die Einheit 70 aus den Kontaktpartnern 40, 50 ausgeübt, die zu einer Entkopplung dieser Einheit 70 führt. In Fig. 5 wird somit ein einzel-angefederter weiblicher Kontaktpartner 40 dargestellt.
  • Der weibliche Kontaktpartner 40 kann darüber hinaus einen Anschlag 49 aufweisen, der mit einer Anlagefläche 56 des männlichen Kontaktpartners 50 zusammenwirken kann. Dadurch kann die Stabilität der Verbindung zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 erhöht werden. In der in Teilfigur 5a) dargestellten Seitenansicht des Kontaktpartnerpaares 70 sind zwei Anschläge 49 des weiblichen Kontaktpartners 40 abgebildet, wobei ein erster oder oberer Anschlag 49 auf der Oberseite des weiblichen Kontaktpartners 40 und ein zweiter oder unterer Anschlag 49 auf der Unterseite des weiblichen Kontaktpartners 40 angeordnet ist. Wenn der weibliche Kontaktpartner 40 zwei Anschläge 49 aufweist, ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass diese Anschläge 49 einen möglichst großen Abstand zueinander aufweisen. Durch die Vorsehung der Anschläge 49, die mit den Anlagefläche 56 des männlichen Kontaktpartners 50 zusammenwirken, kann ein Verkippen der Kontaktpartner 40, 50 zueinander wirksam verhindert werden. Wie aus Teilfigur 6a) hervorgeht, kann die Anlagefläche 56 Rampen 59 zur Führung der Anschläge 49 aufweisen, um die Kontaktpartner 40, 50 bei der Herstellung der Verbindung zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 so zueinander zu führen, dass keine Beschädigungen an den Kontaktpartnern 40, 50 auftreten.
  • Figur 6 zeigt verschiedene Ansichten eines männlichen Kontaktpartners 50 und eines weiblichen Kontaktpartners 40 im voneinander getrennten Zustand, d.h. dass die Kontaktpartner 40, 50 nicht miteinander verbunden sind, sondern getrennt voneinander vorliegen. Teilfigur 6a zeigt eine Seitenansicht der Einheit 70 aus weiblichen Kontaktpartner 40 und männlichen Kontaktpartner 50, während Teilfigur 6b eine Draufsicht der Einheit 70 aus weiblichen Kontaktpartner 40 und männlichen Kontaktpartner 50 zeigt. Auf der linken Seite der Fig. 6 ist der männliche Kontaktpartner 50 abgebildet, während auf der rechten Seite der Fig. 6 der weibliche Kontaktpartner 40 abgebildet ist. Der männliche Kontaktpartner 50 umfasst ein Schwert 52 zur Einführung in den weiblichen Kontaktpartner 40, sowie eine Anlagefläche 56 mit Rampen 59. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 und die Kontaktschenkel 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 bilden vorzugsweise den ersten Kontaktbereich 110 im Sinne der Erfindung, während die Anschläge 49 des weiblichen Kontaktpartners 40 und die Anlageflächen 56 des männlichen Kontaktpartners 50 den zweiten Kontaktbereich 120 bilden. In dem zweiten Kontaktbereich 120 wirkt eine zweite Kontaktnormalkraft 122, die vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu einer Einschubrichtung 34 der Schnittstelle 30 orientiert ist. Die Richtung, in die die zweite Kontaktnormalkraft 122 wirkt, ist in Fig. 6b) mit einem schwarzen Pfeil angedeutet. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Anschläge 49 und Anlageflächen 56, insbesondere die sie ausmachenden Flächen, im Wesentlichen senkrecht zu der Einschubrichtung 34 der Schnittstelle 30 orientiert sind. Mit anderen Worten kann eine Flächennormale der Kontaktflächen 49, 56 definiert werden, die im Wesentlichen parallel zu der Einschubrichtung 34 orientiert ist, wobei die Flächennormale im Wesentlichen senkrecht orientiert ist zu den Kontaktflächen 49, 56.
  • Ein erster Kontaktbereich 110 kann von den Kontaktarmen 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 und dem Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 gebildet werden. In diesem ersten Kontaktbereich 110 wirkt eine erste Kontaktnormalkraft 122, die vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu einer Einschubrichtung 34 der Schnittstelle 30 orientiert ist. Die Richtung, in die die erste Kontaktnormalkraft 112 wirkt, ist in Fig. 6b) mit einem schwarzen Pfeil angedeutet.
  • In dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt der weibliche Kontaktpartner 40 angefedert vor, d.h. der weibliche Kontaktpartner 40 ist mit einem elastischen Mittel 60 verbunden, das in Fig. 6 entspannt vorliegt, d.h. die Feder 62 oder das elastische Mittel 62 des elastischen Mittels 60 zur Anfederung liegt in einem nicht-komprimierten Zustand vor. Der in Figur 6 dargestellte weibliche Kontaktpartner 40 kann Bestandteil einer Energieversorgungsvorrichtung 20 sein, wobei der weibliche Kontaktpartner 40 über einen Stromleiter 36 mit anderen Komponenten des Energieversorgungsvorrichtung 20 verbunden sein kann. Der Stromleiter 36 kann als Zopflitze ausgebildet sein oder eine solche umfassen.
  • Figur 7 zeigt eine Detailansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines weiblichen Kontaktpartners 40. Die in Fig. 7 dargestellte Ausgestaltung des weiblichen Kontaktpartners 40 weist auf jeder Seite zwei Kontaktarme 44 auf, in die ein Schwert 52 eines männlichen Kontaktpartners 50 (in Fig. 7 nicht dargestellt) eingeführt werden kann. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 und die Kontaktarme 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 können einen ersten Kontaktbereich 110 der Schnittstelle 30 bilden. Der in Fig. 7 dargestellte weibliche Kontaktpartner 40 ist mit einem elastischen Element 60 zur Anfederung verbunden, so dass der weibliche Kontaktpartner 50 vorzugsweise angefedert ist. In Figur 7 sind insbesondere die Anschläge 49 dargestellt, die mit Anlageflächen 56 des männlichen Kontaktpartners 50 (in Fig. 7 nicht dargestellt) einen zweiten Kontaktbereich 120 der Schnittstelle 30 bilden können. Durch die Kontaktbereiche 110, 120 der Schnittstelle 30 kann elektrischer Strom fließen und so elektrische Energie von dem einen Kontaktpartner 40, 50 auf den anderen Kontaktpartner 50, 40 übertragen werden. Die stromführenden Bereiche der Kontaktbereich 110, 120 der Schnittstelle 30 sind insbesondere in Fig. 8 dargestellt. Die Anschläge 49 sind möglichst weit voneinander beabstandet, um eine möglichst stabile mechanische Verbindung zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 zu ermöglichen. Der Abstand liegt insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu der Richtung der ersten Kontaktnormalkraft 112 vor, sowie im Wesentlichen senkrecht zu der Einschubrichtung 34 der Schnittstelle 30. Der möglichst große Abstand der Anschläge 49 sorgt insbesondere dafür, dass die Schnittstelle 30 besonders gut gegen Kippbewegungen geschützt ist.
  • Figur 8 zeigt eine Detailansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines männlichen Kontaktpartners 50. Der in Figur 8 dargestellte männliche Kontaktpartner 50 weist ein Schwert 52 mit einem vorderen Bereich 54 auf, sowie eine obere und eine untere Anlagefläche 56. Die Anlageflächen 56 können mit den Anschlägen 49 des weiblichen Kontaktpartners 40 (in Fig. 8 nicht dargestellt) zusammenwirken und einen zweiten Kontaktbereich 120 bilden. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 ragt im verbundenen Zustand der Schnittstelle 30 in einen Innenraum 48 des weiblichen Kontaktpartners 40 hinein, ohne dabei in Kontakt mit einer Komponente des weiblichen Kontaktpartners 40 vorliegen. Der vordere Bereich 54 des Schwerts 52 des männlichen Kontaktpartners 50 ist vorzugsweise spitz zulaufend bzw. keilförmig ausgebildet, um bei der Verbindung der Kontaktpartner 40, 50 die Kontaktarme 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 so aufzuweiten, dass das Schwert 52 besonders einfach in einen Innenraum 48 des weiblichen Kontaktpartners 40 eingeführt werden kann.
  • Der schraffierte Bereich des in Figur 8 dargestellten Schwerts 52 des männlichen Kontaktpartners 50 wird im verbundenen Zustand der Schnittstelle 30 von den Kontaktarmen 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 «umklammert», wodurch ein erster Kontaktbereich 110 zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 gebildet wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass durch beide Kontaktbereiche 110, 120 elektrischer Strom fließen kann, wobei diese stromdurchflossenen Bereiche in Figur 8 schraffiert dargestellt sind.
  • Der männliche Kontaktpartner 50 kann auch Rampen 59 aufweisen, die helfen, die Anschläge 49 des weiblichen Kontaktpartners 40 und die Anlageflächen 56 des männlichen Kontaktpartners 50 zueinanderzuführen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Werkzeugmaschine
    20
    Energieversorgungsvorrichtung
    30
    Schnittstelle
    32
    Kontaktbereich
    34
    Einschubrichtung
    36
    Stromleiter
    40
    weiblicher Kontaktpartner
    42
    Verjüngung
    44
    Schenkel des weiblichen Kontaktpartners
    46
    vorstehender Bereich des weiblichen Kontaktpartners/Plateau
    47
    Kontaktfläche des weiblichen Kontaktpartners
    48
    Innenraum des weiblichen Kontaktpartners
    49
    Anschlag des weiblichen Kontaktpartners
    50
    männlicher Kontaktpartner
    52
    Schwert
    54
    vorderer Bereich des männlichen Kontaktpartners/Spitze
    56
    Kontaktfläche des männlichen Kontaktpartners
    59
    Rampe
    60
    Mittel zur Reduzierung einer Relativbewegung
    62
    elastisches Element
    70
    Einheit aus weiblichem und männlichem Kontaktpartner
    80
    Aufnahmevorrichtung
    90
    Kommunikationselement
    92
    Kommunikationsverbindung
    100
    System
    110
    erster Kontaktbereich
    120
    zweiter Kontaktbereich

Claims (15)

  1. System (100) umfassend eine Werkzeugmaschine (10) und eine Energieversorgungsvorrichtung (20 zur Versorgung der Werkzeugmaschine (10) mit elektrischer Energie, wobei die Energieversorgungsvorrichtung (20) über eine Schnittstelle (30) lösbar mit der Werkzeugmaschine (10) verbindbar ist, wobei die Schnittstelle (30) mindestens einen weiblichen Kontaktpartner (40) und einen männlichen Kontaktpartner (50) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
    der weibliche Kontaktpartner (40) und der männliche Kontaktpartner (50) in mindestens einem ersten Kontaktbereich (110) und in einem zweiten Kontaktbereich (120) in Kontakt miteinander vorliegen.
  2. System (100) nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste Kontaktbereich (110) von einer ersten Kontaktnormalkraft (112) definierbar ist und der zweite Kontaktbereich (120) von einer zweiten Kontaktnormalkraft (122) definierbar ist, wobei die erste Kontaktnormalkraft (112) und die zweite Kontaktnormalkraft (122) unterschiedliche Orientierungen aufweisen.
  3. System (100) nach Anspruch 1 oder 2
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die erste Kontaktnormalkraft (112) und die zweite Kontaktnormalkraft (122) im Wesentlichen senkrecht zueinander orientiert sind.
  4. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine der Kontaktnormalkräfte (112 und/oder 122) im Verbindungsfall im Wesentlichen senkrecht zu einer Einschubrichtung (34) der Schnittstelle (30) orientiert vorliegt und/oder dass die andere Kontaktnormalkraft (122 und/oder 112) im Verbindungsfall im Wesentlichen parallel zu einer Einschubrichtung (34) der Schnittstelle (30) orientiert vorliegt.
  5. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zweite Kontaktbereich (120) Anschläge (49) und Anlageflächen (56) umfasst, wobei die Anschläge (49) und Anlageflächen (56) im Wesentlichen senkrecht zu einer Einschubrichtung (34) der Schnittstelle (30) orientiert sind.
  6. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein vorderer Bereich (54) des männlichen Kontaktpartners (50) zur Bildung einer Kontaktfläche (56) abgeplattet ausgebildet ist.
  7. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schnittstelle (30) mindestens ein elastisches Mittel (60) zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern (40, 50) aufweist, wobei das elastische Mittel (60) zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern (40, 50) dazu eingerichtet ist, an dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner (50) oder an dem mindestens einen weiblichen Kontaktpartner (40) anzugreifen.
  8. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das mindestens eine elastische Mittel (60) zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern (40, 50) dazu eingerichtet ist, eine Vorspannung zu erzeugen, wobei die Vorspannung im Wesentlichen senkrecht zu einer ersten Kontaktnormalkraft (112) orientiert ist.
  9. System (100) nach einem der Ansprüche 7 oder 8
    dadurch gekennzeichnet, dass
    derjenige Kontaktpartner (40 oder 50), an dem das elastische Mittel (60) zur Reduzierung der Relativbewegung angreift, beweglich gelagert ist.
  10. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    je ein männlicher Kontaktpartner (50) und ein weiblicher Kontaktpartner (40) eine Einheit (70) bilden, die in einem verbundenen Zustand entkoppelt von einer Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung (20) und/oder der Werkzeugmaschine (10) vorliegt.
  11. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schnittstelle (30) eine Aufnahmevorrichtung (80) zur Aufnahme von mindestens einem weiblichen Kontaktpartner (40) und/oder von mindestens einem männlichen Kontaktpartner (50) umfasst.
  12. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das mindestens eine elastische Mittel (60) zur Reduzierung der Relativbewegung der Aufnahmevorrichtung (80) zugeordnet ist oder dass das mindestens eine elastische Mittel (60) zur Reduzierung der Relativbewegung je einem Kontaktpaar aus weiblichen Kontaktpartner (40) und männlichen Kontaktpartner (50) zugeordnet ist.
  13. Schnittstelle (30) zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen einer Werkzeugmaschine (10) und einer Energieversorgungsvorrichtung (20) dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schnittstelle (30) mindestens einen männlichen Kontaktpartner (50) und mindestens einen weiblichen Kontaktpartner (40) aufweist, sowie mindestens ein elastisches Mittel (60) zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern (40, 50), wobei der weibliche Kontaktpartner (40) und der männliche Kontaktpartner (50) in mindestens einem ersten Kontaktbereich (110) und in einem zweiten Kontaktbereich (120) in Kontakt miteinander vorliegen.
  14. Energieversorgungsvorrichtung (20) zur Verwendung in dem System nach einem der Ansprüche 1 bis 12
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Energieversorgungsvorrichtung (20) mindestens eine Energiespeicherzelle aufweist, wobei die mindestens eine Energiespeicherzelle einen Innenwiderstand DCR_I von kleiner als 10 Milliohm aufweist.
  15. Energieversorgungsvorrichtung (20) zur Verwendung in dem System nach einem der Ansprüche 1 bis 12
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Energieversorgungsvorrichtung (20) mindestens eine Energiespeicherzelle aufweist, wobei die mindestens eine Energiespeicherzelle eine Oberfläche A und ein Volumen V aufweisen, wobei ein Verhältnis A/V von Oberfläche zu Volumen größer ist als das Sechsfache, bevorzugt das Achtfache und besonders bevorzugt das Zehnfache des Kehrwerts der dritten Wurzel des Volumens.
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