WO2023099182A1 - Energieversorgungsvorrichtung mit einem drehbar gelagerten verriegelungselement und werkzeugmaschine zur verbindung mit einer solchen energieversorgungsvorrichtung - Google Patents
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Classifications
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- 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
Definitions
- the present invention relates to an energy supply device, in particular for a machine tool, the energy supply device being detachably connectable to the machine tool.
- the energy supply device comprises at least one element for locking the energy supply device in the machine tool, wherein the at least one locking element is rotatably mounted about at least one axis of rotation, the axis of rotation running through a pivot point of the at least one locking element. In this case, the pivot point of the locking element precedes a locking location in an insertion direction.
- the energy supply device has at least one element for actuation by a user, wherein the at least one actuation element is rotatably mounted about at least one second axis of rotation, which runs through a pivot point of the actuation element. In this case, the pivot point of the at least one locking element can precede a location of the locking in an insertion direction.
- the invention relates to a machine tool with a proposed energy supply device.
- the invention is in the field of rechargeable power supply devices.
- energy supply devices for machine tools are generally designed in such a way that the energy supply devices can be stored in a charging station for charging. While the energy supply device is being charged, the user can continue to operate the machine tool with a further energy supply device and thus achieve work progress.
- the energy supply device can be connected to the machine tool if the energy supply device is intended to supply the machine tool with electrical energy during its operation. In this working mode, the energy supply device should be held and fastened securely and stably in the machine tool. Various locking mechanisms are known in the prior art for fastening the energy supply device in the machine tool. If the power supply device is to be charged, the power supply device must be removed from the machine tool. Means can be provided on the energy supply device or on the machine tool for this purpose, which release the locking of the energy supply device in order to release the energy supply device and to be able to remove it from the machine tool.
- Some of the locking mechanisms known in the prior art require a large amount of space. When actuated, other locking mechanisms release a large opening through which, for example, dust or moisture can penetrate into the interior of the energy supply device. Still other locking mechanisms known in the prior art have individual elements that do not work well together when locking and unlocking. This can result in unnecessary wear and abrasion, which wear and abrasion can disadvantageously shorten the life of the interface. In particular, it has been shown that locking mechanisms that are based on a linear movement of the actuating elements are often difficult to actuate ergonomically. This applies all the more if the actuation of the actuating elements is made more difficult after dust has entered.
- DE 20 2007 014418 U1 discloses a locking device, in particular for locking a machine tool.
- the locking device comprises a linearly movable actuating element and a pivotally mounted locking element.
- US 2009 148 775 A1 describes a battery for a machine tool, the battery comprising a rotatable component that can be adjusted between two different positions, and a prestressing element with which the rotatable component can be brought into one of the two positions.
- the object on which the present invention is based is to overcome the deficiencies and disadvantages of the prior art and to provide a power supply device, in particular for a machine tool, which is both able to absorb high locking forces and under construction site conditions to allow good handling.
- the energy supply device should be robust and durable and be able to be fixed in the machine tool in a functionally reliable, stable and robust manner. Another concern of the invention is to provide a machine tool with such an energy supply device.
- an energy supply device in particular for a machine tool, the energy supply device being detachably connectable to the machine tool.
- the power supply device comprises at least one element for locking (“locking element") the power supply device in the machine tool, wherein the at least one locking element is rotatably mounted about at least one axis of rotation, the axis of rotation running through a pivot point of the at least one locking element.
- the pivot point of the locking element precedes a locking location in an insertion direction.
- the energy supply device has at least one element for actuation by a user, wherein the at least one actuation element is rotatably mounted about at least one second axis of rotation, which runs through a pivot point of the actuation element.
- the proposed locking element is rotatably mounted in such a way that the locking element can be brought from an unlocking position into a locking position, or vice versa, by rotating it about its pivot point.
- the locking element is preferably set up to be received in a locking position by an undercut of the machine tool.
- the machine tool has an undercut, an undercut and/or an indentation, which is referred to as an “undercut” within the meaning of the invention and is designated by reference number 26 .
- the undercut of the machine tool is preferably set up to accommodate a rear, upper area of the locking element in a locking position of the proposed locking mechanism.
- the energy supply device By accommodating the locking element in the undercut of the tool chine, the energy supply device is fixed in the machine tool, this fixation preferably being achieved in that a last spatial direction for the movement of the energy supply device in relation to the machine tool is blocked or restricted, ie limited.
- the person skilled in the art knows, however, that a certain degree of movement play in the order of approx. 1 millimeter is possible for the energy supply device.
- the energy supply device can then no longer move out of the machine tool or become detached from the machine tool. In terms of the invention, this preferably means that the energy supply device can no longer move forwards and, in particular, backwards, out of the machine tool.
- the wording “last direction in space for the movement of the energy supply device” preferably corresponds to the insertion direction or a removal direction of the energy supply device, with the removal direction of the energy supply device preferably being in the opposite direction to the insertion direction of the energy supply device.
- the direction of insertion preferably corresponds to a first axis of a virtual coordinate system used to describe the invention.
- the second axis preferably corresponds to an upward or downward movement of the energy supply device, while a third axis of the virtual coordinate system preferably corresponds to a lateral movement of the energy supply device.
- the movement of the energy supply device along the second and/or the third axis of the virtual coordinate system for describing the invention can be prevented by a linear guide, which is denoted by reference number 20 in the figures.
- the energy supply device By snapping the locking element of the energy supply device into the undercut of the machine tool, the energy supply device is attached to the machine tool, for example by the energy supply device being held securely in a cavity of the machine tool. If the machine tool does not have a cavity for accommodating an energy supply device, it may be preferable within the meaning of the invention that the energy supply device can be attached to the side or below the machine tool with the proposed locking mechanism, which has a rotatable locking element.
- the pivot point of the at least one locking element precedes a location of the locking in an insertion direction.
- this preferably means that the pivot point of the locking element is arranged in front of a location of the locking in an insertion direction.
- an interlocking location can be defined where the interlocking of the energy Supply device takes place within the machine tool, this location can be determined, for example, by the undercut of the machine tool.
- the undercut can accommodate the locking element in a locking position when the locking element is rotated to lock the energy supply device and therefore changes its position.
- the energy supply device can advantageously be fixed or locked in the machine tool, which is particularly robust and stable and has also proven to be very effective under construction site conditions.
- a distance A is defined, which indicates the distance between the location of the locking and the pivot point of the locking element.
- the distance A is shown in the figures.
- the proposed locking mechanism is advantageously based on a rotary mounting of the elements involved, so that an ergonomically unfavorable linear movement of the elements involved can advantageously be dispensed with.
- a particularly space-saving locking mechanism can be provided for an energy supply device.
- the proposed locking mechanism there is advantageously no large opening on an outer wall during unlocking or locking, through which dust or moisture can penetrate into an interior space of the energy supply device. This effectively protects the energy supply device from external influences.
- the proposed energy supply device is able to absorb high locking forces due to high accelerations.
- good handling of the energy supply device can also be ensured under construction site conditions.
- the proposed energy supply device can be designed to be robust, durable and compact, and a likewise robust and compact machine tool with surprisingly good ergonomic properties and good handling can be provided.
- a leading pivot point of the locking element has the further advantage that rotatably mounted components are more robust, less sensitive to dust, less play and easier to move under construction site conditions than linearly guided components.
- the pivot point of the rotatably mounted locking element is preferably arranged in front of the locking location in the insertion direction, since the locking element and its support are thereby subjected to pressure. It is preferred within the meaning of the invention that the insertion direction corresponds to a relative movement of the energy supply device and the machine tool when inserting and removing the energy supply device.
- the energy supply device has at least one element for actuation by a user ("actuating element"), wherein the at least one actuating element is mounted rotatably about at least one second axis of rotation, the second axis of rotation running through a pivot point of the actuating element.
- the fulcrum of the actuating element is preferably arranged in such a way that the fulcrum lags behind a locking location in an insertion direction. In the context of the invention, this preferably means that the pivot point of the actuating element is arranged behind a locking location in an insertion direction.
- At least part of the actuating element is preferably on the outside of the power supply device, so that this outwardly facing part of the actuating element can be actuated by a user of the machine tool in order to initiate removal of the power supply device from the machine tool. It is therefore also preferred within the meaning of the invention to designate the actuating element as an "actuating switch".
- first axis of rotation and the axis of rotation of the actuating element (“second axis of rotation”) are oriented essentially parallel.
- this preferably means that the axes of rotation can coincide, ie can be identical.
- the two axes of rotation of the locking element and the actuating element do not coincide, but are spaced apart from one another.
- the at least one locking element has a bulge and the at least one actuating element has a protruding area, with the at least one locking element being set up to at least partially accommodate the at least one actuating element in a locking position.
- the actuating element or its protruding area can be accommodated by the bulge of the locking element.
- the actuation element is accommodated in a bulge of the locking element in particular in the locking position of the proposed locking mechanism.
- the engagement of the two elements in one another causes an interlocking effect, which further improves the fixation of the energy supply device in the machine tool and thus advantageously increases the locking effect of the proposed locking mechanism.
- This hooking has a synergistic effect together with the latching of the rotatable locking element in the undercut of the machine tool, so that the interaction of the two effects enables a particularly robust and stable locking of the energy supply device in the machine tool.
- a length L2 can be defined, which describes a distance between the pivot point of the locking element and a rear tip of the locking element.
- a length L3 can be defined, which describes a distance between the fulcrum of the operating member and a foremost tip of the operating member. The distance from a center point of the pivot point of the locking element or of the actuating element to the respective tip of the element is measured.
- a length L1 can be defined, which describes a distance between the pivot point of the locking element and the pivot point of the actuating element. This length is also measured between the centers of the pivot points, with the length L1 preferably being measured as the crow flies.
- the lengths L1, L2 and L3 are shown in particular in FIG. According to the invention, it is preferred that the sum of the lengths L2 and L3 is greater than the length L1.
- This length ratio of L2+L3>L1 advantageously means that the locking element and the actuating element can engage in one another and stable locking of the energy supply device in the machine tool is established.
- the locking element of the energy supply device can be brought from a locking position into an unlocking position by actuating the actuating switch.
- the actuating switch can preferably be actuated by a user of the machine tool, for example when the energy supply device is to be removed from the machine tool in order to be charged.
- the transfer of the locking element from the locking position to the unlocking position, in which the energy supply device can be removed from the machine tool, is made possible in particular by the rotatable mounting of the locking element about its pivot point.
- the energy supply device has at least one prestressing element, the prestressing element being set up to press the locking element into the undercut of the machine tool. It is very particularly preferred within the meaning of the invention that the at least one prestressing element is set up for this purpose is to prestress the locking element and/or the actuating element and thus further improve locking of the energy supply device within the machine tool.
- the energy supply device preferably has at least one prestressing element. If the energy supply device has exactly one prestressing element, either the locking element with the prestressing element in the locking position can be pressed into the undercut of the machine tool, or the actuating element.
- a prestressing element can be provided in the area of the actuating element, the prestressing element first pressing the protruding area of the actuating element into the indentation or bulge of the locking element, whereby the locking element is pressed into the undercut of the machine tool.
- This transfer of the locking element from the unlocked position to the locking position, supported by the prestressing element is referred to as “indirect prestressing” within the meaning of the invention, because the prestressing by the actuating element and its engagement in the locking element leads to the rotary movement of the locking element.
- the rotational movement with which the locking element is transferred from the unlocked position to the locking position can be supported by the movement of the actuating element into the indentation or bulge of the locking element, with the movement of the actuating element being supported by the at least one pretensioning element.
- the biasing element can preferably be formed by a spring or another elastic element.
- the prestressing element can also be referred to as a "spring element" within the meaning of the invention.
- the energy supply device has more than one prestressing element, for example two prestressing elements.
- a prestressing element can then preferably be assigned to both the locking element and the actuating element, and both elements can be pressed into the undercut of the machine tool by a spring force in order to move from the unlocked position into the locked position.
- the at least one pretensioning element is used to bring the locking element and/or the actuating element from the unlocked position into the locked position.
- the at least one biasing element preferably effects a coupling between the locking element and the actuating element of the proposed locking mechanism.
- the locking element and/or the actuating element each have two or more prestressing elements. It is preferred within the meaning of the invention that the at least one locking element and the at least one actuating element form a locking mechanism that is designed in one piece or at least in two parts. In terms of the invention, this preferably means that the proposed locking mechanism can have two separate elements, namely a locking element and an actuating element (“two-part locking mechanism”). It can also be preferred within the meaning of the invention that the at least one locking element and the at least one actuating element form a locking mechanism that is designed at least in two parts.
- this preferably means that the energy supply device has a locking mechanism which has at least one locking element and at least one actuating element, the locking element and the actuating element being separate elements within the locking mechanism.
- the two-part design of the locking mechanism allows a particularly robust locking or attachment of the energy supply device in the machine tool, tests having shown that the two-part locking mechanism can absorb particularly large forces.
- the locking mechanism can also be preferred for the locking mechanism to have only one locking element, which is mounted such that it can rotate about a pivot point.
- the locking mechanism can be made of one piece ("one-piece locking mechanism"), whereby this one component of the locking mechanism can have different areas.
- a first area of the one-piece locking mechanism can have a locking function, so that this first area of the one-piece locking mechanism is preferably referred to as the locking area.
- a second area of the one-piece locking mechanism can also fulfill an actuating function, so that this second area of the one-piece locking mechanism is preferably referred to as the actuating area.
- the at least one locking element and the at least one actuating element form a locking mechanism that is essentially designed in one piece.
- the locking mechanism can have a one-piece element which has different functional areas, for example.
- the one-piece element can have a first area, with the first area serving as a locking element, while a second area of the element serves as an actuating element.
- a one-piece locking mechanism has either a first axis of rotation, i.e. an axis of rotation in the area of the locking area, or a second axis of rotation, i.e. an axis of rotation in the area of the actuating area.
- the energy supply device can be inserted into a cavity of the machine tool, for example. It can also be preferred within the meaning of the invention that the energy supply device is attached to an underside or a side wall of the machine tool.
- this cavity is preferably essentially cuboid, with one side of the cavity usually being open. This open side of the cavity can preferably be referred to as "the back of the cavity".
- the preferably shaft-like cavity can have a top, a bottom, a front and two side walls.
- the top and bottom, the two side walls and the front and the open side of the cavity are on opposite sides of the cavity, i.e. said sides face each other.
- the open side of the cavity preferably represents the insertion opening for the energy supply device.
- an insertion direction can be defined that corresponds to the direction in which the energy supply device is inserted into the machine tool. This means that the insertion direction extends, starting from the insertion opening, in the direction of the front side of the preferably shaft-like cavity of the machine tool.
- This direction of insertion preferably coincides with a first axis of a virtual coordinate system used to describe the invention (cf. figures).
- a second axis of the virtual coordinate system extends between a bottom and a top of the cavity for accommodating the energy supply device, while a third axis of the extends virtual coordinate system between the side surfaces of the receiving shaft for the power supply device.
- the axes of the virtual coordinate system are preferably perpendicular to one another.
- the front of the cavity of the machine tool in the direction of insertion represents a front area of the power supply device, because the front of the cavity is virtually the target of the insertion movement.
- the open side of the cavity represents a rear side of the cavity.
- the energy supply device preferably has an essentially cuboid basic shape, with the energy supply device having in particular an upper side and an underside, a front side and a rear side, and two side surfaces. While the side surfaces of the energy supply device can be configured essentially the same or similar, the surface of the energy supply device has an interface for attaching the energy supply device to the machine tool, which differs from the essentially planar underside of the energy supply device. Such an interface is not present on the underside of the energy supply device, so that the upper side and the underside of the energy supply device are essentially not of the same or similar design.
- the side with which the energy supply device is introduced into the cavity of the machine tool is preferably the front side of the energy supply device, while the rear side of the energy supply device is in the inserted state in the area of the open side of the cavity.
- this rear side of the energy supply device can form the rear side or rear wall of the machine tool in whole or in part in the connected state.
- the rear side of the power supply device can also form a rear wall of a main body of a machine tool.
- the purposes of the invention refer to the state in which the energy supply device is attached to the machine tool and in which the energy supply device supplies the machine tool with electrical energy as “inserted” or “pushed in” state.
- the inserted or pushed-in state can also be referred to as the "working mode” or “operating state” of the system of energy supply device and machine tool, since the machine tool is enabled by the supply of electrical energy to perform work or to be operated.
- the state in which the energy supply device and the machine tool are separate from one another is referred to as "separate” or “separate” within the meaning of the invention. state. In this disconnected or disconnected state, the power supply device can be connected to a charger, for example, in order to be charged.
- the interface has those elements and components that allow electrical energy to be transmitted from the energy supply device to the machine tool.
- means for data exchange between the energy supply device and the machine tool can be provided at the interface.
- These can preferably be power and/or data contacts, which can be spring-loaded, for example.
- the springing can be arranged, for example, in the area of the energy supply device and/or in the area of the machine tool. After the energy supply device has been pushed in, the power and/or data contacts come into operative connection with corresponding contacts of the machine tool, so that a current and/or data flow or exchange can be ensured.
- the energy supply device has the locking mechanism with the at least one rotatable locking element on its surface.
- the locking mechanism has at least one locking element which is mounted so as to be rotatable about an axis of rotation or rotation.
- the axis of rotation preferably runs in the third spatial direction or essentially parallel to the third axis of the virtual coordinate system that is used to describe the invention.
- the pivot point is preferably that point within the interface of the energy supply device through which the axis of rotation of the locking element runs.
- the fulcrum of the locking element may be arranged leading in an insertion direction with respect to a location of the locking.
- the wording according to which the pivot point of the at least one locking element is arranged in front of a locking location in an insertion direction preferably means in the context of the invention that the pivot point of the locking element is not arranged within the interface of the energy supply device, for example below the locking mechanism, but at a distance A offset «forwards» in the spatial direction.
- the distance between the power and/or data interface in the front area of the energy supply device and the pivot point is smaller than the distance between the power and/or data interface in the front area of the energy supply device and the locking mechanism in the rear area of the energy supply device.
- the pivot point of the at least one locking element is closer to the power and/or data interface in the front area of the energy supply device than the locking mechanism of the energy supply device.
- the pivot point of the locking element of the power supply device is offset toward a center or a central region of the power supply device, with the locking mechanism as a whole having a smaller distance to the back of the power supply device than the pivot point of the locking element of the power supply device.
- the interface which is preferably arranged on the upper side of the energy supply device, can have means for linear guidance of the energy supply device within the cavity of the machine tool in the area of the side walls of the energy supply device.
- the linear guide can include protruding and recessed areas that are designed to interact with corresponding linear guide means on the machine tool.
- the linear guide means of the machine tool can be part of a receiving device, for example, with the receiving device being set up to receive the interface of the energy supply device in the inserted state.
- the undercut of the machine tool preferably represents an indentation in the receiving device of the machine tool, the indentation being set up to receive the locking element.
- the indentation can thus form a receiving space for the locking element when the locking element is pressed into the indentation.
- the movement of the locking element into the undercut of the machine tool can advantageously be supported by the tension of at least one pretensioning element. It is preferred within the meaning of the invention that the prestressing element is set up to hold the locking element in the locking position. When the protruding area of the locking element snaps into the indentation of the receiving device, the pretensioning element can press the locking element into the indentation.
- the pretensioning element When unlocking, ie when the energy supply device is to be separated from the machine tool, the pretensioning element is relaxed by actuating an actuating element, so that the locking element or its protruding area can slide out of the indentation. This sliding out takes place as a result of the rotary movement of the locking element, which the locking element is capable of due to the rotatable mounting about its axis of rotation. It is preferred within the meaning of the invention that the locking element has a protruding area on a side opposite the pivot point, which can engage with the indentation or the undercut of the receiving device of the machine tool or can be received by it. The protruding area of the locking element is preferably received in the undercut in the locking position, the energy supply device being fixed or locked there by the locking element engaging with the undercut of the receiving space in the machine tool.
- a protruding area of the actuating element gets into an indentation of the locking element, so that the locking element is moved downwards.
- the protruding area of the locking element is no longer in the indentation of the receiving device and the energy supply device is unlocked with respect to the machine tool. In this unlocked state, the energy supply device can be removed from the machine tool.
- the interface is advantageously designed in such a way that it allows a relative movement of the machine tool and the energy supply device in an insertion direction and prevents a relative movement between the machine tool and the energy supply device in the other spatial directions.
- a virtual coordinate system can be used to describe the present invention, in which an insertion direction of the interface preferably coincides with the first axis of rotation of the virtual coordinate system. It is preferred within the meaning of the invention that a second axis of the virtual coordinate system extends between an underside and an upper side of the cavity of the machine tool for accommodating the energy supply device, while a third axis of the virtual coordinate system extends between the side surfaces of the accommodating shaft for the energy supply device.
- the first axis of rotation preferably extends between the Front of the power supply device and the back of the power supply device, wherein the power supply device can be inserted with its front side into a cavity of the machine tool.
- the second axis of rotation of the virtual coordinate system extends between an upper side and a lower side of the energy supply device, while the third axis of rotation of the virtual coordinate system extends between the side surfaces of the energy supply device.
- the axes of the virtual coordinate system are preferably perpendicular to one another.
- a front side of the cavity of the machine tool in the insertion direction coincides with a front area of the power supply device because the front side of the cavity is quasi the target of the insertion movement.
- the open side of the cavity preferably coincides with the back of the cavity.
- an insertion direction can be defined in the context of the present invention, which corresponds to the direction in which the energy supply device is inserted into the machine tool. This means that the insertion direction extends, starting from the insertion opening, in the direction of the front side of the preferably shaft-like cavity of the machine tool.
- This direction of insertion preferably coincides with a first axis of a virtual coordinate system used to describe the invention (cf. figures).
- a significant advantage of the invention results from the fact that the position of the pivot point of the locking element achieves a self-reinforcing effect, which can advantageously reinforce the locking effect of the locking element.
- This advantage can be achieved in particular if the energy supply device also includes an actuating element in addition to the locking element, the at least one actuating element being mounted rotatably about at least one second axis of rotation, the second axis of rotation running through a pivot point of the actuating element.
- the energy supply device has at least one element for actuation ("actuating element") by a user, with the at least one actuating element being mounted rotatably about at least the second axis of rotation and the second axis of rotation running through a pivot point of the actuating element.
- the second axis of rotation which is preferably the axis of rotation of the actuating element, is preferably oriented substantially parallel to the first axis of rotation, which is preferably the axis of rotation of the locking element.
- the axis of rotation of the locking element and the axis of rotation of the actuating element preferably also run essentially parallel to the third axis of the virtual coordinate system, with the aid of which the invention is described.
- the axes of rotation, about which the at least one locking element and the at least one actuating element are rotatably mounted run essentially parallel.
- the proposed locking mechanism is advantageously based on a rotary mounting of the locking element and the actuating element, so that an ergonomically unfavorable linear movement of the elements can advantageously be dispensed with.
- the inventors have recognized that a two-part interface lock with a rotatably mounted actuating element and a rotatably mounted locking element, as well as suitably placed pivot points, makes it possible to provide a particularly robust locking mechanism that is suitable for construction sites. This advantage is brought about in particular by the self-reinforcing interaction of the actuating element and the locking element.
- the improvements in terms of robustness and service life are particularly advantageous because there are signs that the service lives of rechargeable batteries and accumulators (“accumulators”) could be extended. It will therefore be welcomed by experts if the present invention can be used to provide a locking mechanism for an energy supply device, in particular for a machine tool, which does justice to the longer service life of the future energy supply device.
- the energy supply device can be connected to the machine tool in a functionally reliable, particularly backlash-free and robust manner in a working mode.
- the proposed locking mechanism is preferably designed in such a way that it can be moved or adjusted between a locking position and an unlocking position.
- the actuating element and the locking element can assume a locking position or an unlocking position, with an undercut or an undercut blocking a last remaining degree of freedom of movement of the energy supply device in the locking position. In the unlocked position, no undercut and no undercut is effective, so that the energy supply device can be separated from the machine tool.
- the energy supply device can be pushed into a cavity of the machine tool without additional actuation, the locking element preferably being set up to snap into the undercut or into the undercut in a spring-loaded manner.
- the preload can preferably be provided by a preload element are generated, which can be arranged between the power supply device and the interface.
- an unlocking operation can first be carried out by a user, with the locking element being conveyed out of the undercut or out of the undercut by the unlocking operation against the bias of the biasing element.
- the energy supply device can then be pulled out of the cavity of the machine tool and removed with the aid of the linear guide.
- the energy supply device can preferably have at least one pretensioning element, the pretensioning element being set up to generate a pretension with which the locking element can be latched into an indentation or an undercut when the energy supply device is locked.
- the at least one prestressing element can act directly on the locking element, for example.
- the pretensioning element can act indirectly on the locking element via the actuating element.
- the locking element can be acted on via the actuating element, it being possible for the actuating element to be set up to press the locking element into the locking position or into the undercut of the machine tool. It can also be preferred within the meaning of the invention that a plurality of prestressing elements are provided, with the at least one prestressing element being able to press the locking element and/or the actuating element into the locking position independently of one another.
- the proposed power supply device can absorb surprisingly large forces without damaging the locking mechanism. This is particularly advantageous if the energy supply device is used in machine tools which are operated with strong vibrations. In addition, large forces can occur when falling or when the energy supply device falls. In addition, it has been shown that the actuating element is particularly easily accessible and can be pressed down by a user with his thumb in an ergonomically favorable manner. Furthermore, the operating forces of the proposed locking mechanism can be kept surprisingly low.
- the energy supply device can preferably have a pretensioning element, the pretensioning element being set up to generate a pretension with which the locking element can be latched into an indentation or an undercut of the receiving device of the machine tool when locking the energy supply device.
- the at least one locking element and the at least one actuating element form a locking mechanism that is designed at least in two parts.
- this preferably means that the energy supply device has a locking mechanism which has at least one locking element and at least one actuating element, the locking element and the actuating element being separate elements within the locking mechanism.
- the two-part design of the locking mechanism allows a particularly robust locking or attachment of the energy supply device in the machine tool, tests having shown that the two-part locking mechanism can absorb particularly large forces.
- the invention in a second aspect, relates to a machine tool that can be connected to at least one proposed energy supply device so that the energy supply device supplies the machine tool with electrical energy and enables work with the machine tool.
- the terms, definitions and technical advantages introduced for the energy supply device preferably apply analogously to the machine tool.
- the machine tool can be connected to an energy supply device.
- the machine tool can be connected to an energy supply device for the purpose of energy supply, the energy supply device having a proposed locking mechanism with a rotatably mounted locking element.
- the machine tool has an undercut, with the undercut preferably forming a receiving space for the locking element of the energy supply device.
- the undercut of the machine tool can in particular be set up to receive the locking element in a locking position of the locking mechanism. It is preferred within the meaning of the invention that the undercut is arranged in the area of a receiving device of the machine tool.
- the "locking location" can be defined by a front surface of the undercut of the machine tool, as seen in the figures. It is preferred within the meaning of the invention that an end face of the locking element comes into contact with this front face of the undercut when the locking element is pressed into the undercut of the machine tool in the locking position. In the region of this contact between the end face of the locking element and the front face of the undercut, the "locking location" is preferably located.
- the end face of the locking element can preferably also be referred to as the “rear tip of the locking element” within the meaning of the invention. It is in According to the invention, it is preferred that the pivot point of the locking element in the direction of insertion precedes this location of locking, while the pivot point of the actuating element lags behind this location of locking in the direction of insertion. In other words, the pivot point of the locking element can be arranged in front of this locking location in the insertion direction, while the pivot point of the actuating element is arranged behind this locking location in the insertion direction.
- the invention discloses a system made up of a machine tool and an energy supply device, the energy supply device having a locking mechanism with a rotatably mounted locking element.
- a locking solution for such a system made up of machine tool and energy supply device can advantageously be provided, which has both an ergonomically favorable actuating mechanism and a functionally particularly safe and robust locking mechanism.
- This particularly secure and robust locking mechanism is ensured in particular by the rotatably mounted locking element, the pivot point of which can precede a locking location in the insertion direction.
- the particularly safe and robust locking mechanism is achieved through a coordinated design of the locking element and an actuating element, and through the synergistic interaction of these elements of the proposed locking mechanism.
- the locking element and/or the actuating element can be prestressed or pressed into their desired positions by prestressing elements.
- the at least one pretensioning element can advantageously support a transfer of the locking element and/or the actuating element from an unlocked position into a locked position.
- the proposed energy supply device can, for example, be based on the new and improved battery technologies and have a service life of at least 600 charging cycles. This preferably corresponds to a capacity throughput of at least 100 Ah/cm 3 (capacity/cell volume) with a simultaneous loss of capacity after 600 charge/discharge cycles of less than 30%. If such a power supply device is used to supply a machine tool with electrical power, the proposed interface can be used to carry out more than the 2,500 plugging or connection cycles that have been customary up to now between the power supply device and the machine tool, without significant wear occurring at the interface.
- the invention therefore meets the future requirements for interfaces that result from the new and improved battery technologies particularly well, and particularly robust, efficient and wear-resistant interfaces for connecting an energy supply device to a machine tool are provided.
- Such energy supply devices can preferably have a capacity throughput of at least 100 Ah/cm 3 (capacity/cell volume) with a simultaneous capacity loss of less than 30% after 600 charging/discharging cycles.
- the energy supply device comprises at least one energy storage cell, which is referred to as “cell” within the meaning of the invention.
- the at least one cell has 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 e milliohms.
- the internal resistance DCR_I is preferably measured according to the IEC61960 standard.
- the internal resistance DCRJ 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 DCRJ.
- a low DCRJ internal resistance is an advantage, as this means that unwanted heat that needs to be dissipated does not arise at all.
- the internal resistance DCRJ is a DC resistance that can be measured inside a cell of the proposed power supply device.
- the internal resistance DCRJ 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 low content can be.
- an energy supply device with an internal cell resistance DCR_I of less than 10 milliohms is particularly well suited to supplying particularly powerful 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 can be designed to essentially constantly deliver a current of greater than 1,000 amperes/liter.
- 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 capable of delivering a substantially constant discharge current of greater than 1,000 A wherein the at least one cell also has a heating coefficient of 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 units of the heating coefficient are watts / (ampere-hours • amperes).
- 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, with the proposed energy supply device also being used in particular in stationary machine tools, such as column-guided drills or circular saws can.
- stationary machine tools such as column-guided drills or circular saws can.
- 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 capacity values mentioned are particularly well suited for the use of powerful machine tools in the construction industry and the local requirements for availability of electrical energy and possible service life of the machine tool correspond particularly well.
- the at least one cell of the energy supply device is preferably set up to deliver a discharge current of at least 20 amperes (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. It is preferred within the meaning of the invention that 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 4>8*V A (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 4>8* VA (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 energy supply device is greater than six times, preferably eight times and more preferably ten times the third root of the square of the volume V of the at least one cell .
- 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 term “essentially” is not unclear for the person skilled in the art because the person skilled in the art knows that in the context of the present invention, for example, a cuboid with indentations or rounded corners and/or edges should also come under the term “essentially cuboid”.
- 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 20 amperes, preferably greater than 30 amperes, most preferably greater than 40 amperes.
- the maximum constant current output is the amount of current that can be drawn from a cell or power supply device without bringing the cell or power supply device to an upper temperature limit. enough. Potential upper temperature limits may range from 60°C or 70°C, but are not limited thereto.
- the unit of the maximum constant current output is the ampere.
- the energy supply device has a discharge C rate of greater than 80 • t A ( ⁇ 0.45), the letter “t” standing for the 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 A (-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 40 amperes, preferably greater than 60 amperes, or even more preferably greater than 80 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, i.e. that a temperature in an inner region of the cell deviates as little as possible from one Temperature measured in the area of a shell or outer surface of the cell.
- an energy supply device with the properties mentioned represents a high-performance energy supply device, such as is referred to in the context of the present invention as an energy supply device of the first type.
- Such energy supply devices are preferably set up to supply particularly powerful machine tools with electrical energy.
- the power supply devices with the features mentioned Represent energy supply devices that can be considered as representatives of future cell technologies.
- Fig. 1 View of a preferred embodiment of the locking mechanism
- FIG. 3 Detailed view of the locking element and the actuating element (locking position)
- Fig. 4 Detailed view of the locking element and the actuating element (unlocking position)
- FIG. 6 shows a schematic side view of a preferred embodiment of a machine tool and an energy supply device
- Fig. 7 Side view of a preferred embodiment of the locking mechanism in two-part form
- Fig. 8 Side view of a preferred embodiment of the locking mechanism in one-piece form with a first axis of rotation
- FIG. 9 Side view of a preferred embodiment of the locking mechanism in one-piece form with a second axis of rotation
- FIG. 1 shows a view of a preferred embodiment of the locking mechanism of an energy supply device 1.
- a locking element 3, an actuating element 8 and a prestressing element 13 are shown in particular.
- the locking element 3 has a pivot point 5, the locking element 3 being rotatably mounted about the pivot point 5.
- a rotation axis 4 which forms the center of rotation of the locking element 3 , runs through the pivot point 5 of the locking element 3 .
- the actuating element 8 has a pivot point 10 , the actuating element 8 being rotatably mounted about the pivot point 10 .
- An axis of rotation 9 which forms the center of rotation of the actuating element 8 , runs through the pivot point 10 of the actuating element 8 .
- the location 7 at which the locking element 3 and an undercut 26 of the machine tool 2 (see FIGS. 2 and 5) interlock to form a lock is referred to as “lock location 7” within the meaning of the invention.
- the energy supply device 1 is set up to supply a machine tool 2 with electrical energy.
- the energy supply device 1 can be inserted into a cavity of the machine tool 2 .
- the energy supply device 1 is inserted into the machine tool 2 along an insertion direction 6 which preferably coincides with a first axis I of a virtual coordinate system used to describe the invention.
- the virtual coordinate system also includes a second axis II and a third axis III.
- the axis of rotation 4 of the locking element 3 and the axis of rotation 9 of the actuating element 8 run essentially parallel to the third axis III of the virtual coordinate system.
- the pivot point 5 of the axis of rotation 4 of the locking element 3 precedes the location 7 of the locking in the insertion direction 6 .
- this preferably means that a distance A can be defined between the location 7 of the locking and the pivot point 5 of the axis of rotation 4 of the locking element 3.
- This distance A is marked in FIG. 1 by an arrow with two arrowheads.
- the energy supply device 1 In order to connect the energy supply device 1 to the machine tool 2, the energy supply device 1 has an interface 14, which preferably represents a mechanical interface.
- the interface 14 is present on an upper side of the power supply device 1 .
- the energy supply device 1 In a front area 18 of the energy supply device 1, the energy supply device 1 has a data and/or power interface 16 which is can be used to exchange data between the energy supply device 1 and the machine tool 2 in the connected state or to transmit electrical energy from the energy supply device 1 in the direction of the machine tool 2 .
- the energy supply device 1 has the locking mechanism with locking element 3 and actuating element 8 in a rear area 17 .
- the interface has a linear guide 20 with a guide groove and a protruding area.
- the machine tool 2 has a receiving device 15 which can receive the interface 14 of the energy supply device 1 in the connected state.
- FIG. 2 schematically shows a rear view of the machine tool 2 and an energy supply device 1, the energy supply device 1 being prepared to be inserted into a cavity of the machine tool 2.
- FIG. The side of the energy supply device 1 facing the viewer is the back of the energy supply device 1.
- the energy supply device 1 is preferably inserted into the machine tool 2 in the insertion direction 6 or in the direction of the first axis I of the virtual coordinate system, with a guide in the lateral direction and upwards or is made possible by the linear guide 20 below.
- the energy supply device 1 has an interface 14 which can interact with a receiving device 15 of the machine tool 2 (receiving device 15: see, for example, FIGS. 3 and 4).
- the locking mechanism is shown in FIG. 2 , which has a locking element 3 and optionally an actuating element 8 .
- Figure 3 shows a detailed view of the locking element 3 and the actuating element 8.
- Figure 3 shows a locking position of the locking mechanism in which the locking element 3 or a protruding area of the locking element 3 is received in an indentation 26 of the receiving device 15 of the machine tool 2 .
- the energy supply device 1 can be locked in the machine tool 2 .
- a pretensioning element 13 presses the locking element 3 into the indentation 26 of the receiving device 15 so that the locking element 3 is held securely and stably in the indentation 26 .
- the indentation 26 of the receiving device 15 is preferably referred to as an “undercut” within the meaning of the invention.
- a “locking location 7” can be defined, in relation to which a pivot point 5 of the locking element 3 can advance and a pivot point 10 of the actuating element 8 can lag behind.
- a distance A can be defined between the location 7 of the lock and the pivot point 5 of the locking element 3 in order to which the pivot point 5 of the locking element 3 precedes the location 7 of locking in the insertion direction 6 .
- the locking element 3 has a bulge 11 which, when unlocked (FIG. 4), can interact with a protruding area 12 of the actuating element 8 or engage with one another.
- the elements 3, 8 engage in one another in the area of the bulge 11 and the protruding area 12 of the actuating element 8, so that in the event of unlocking the locking element 3 is pressed down so that it leaves the undercut 26 of the machine tool 2 and the energy supply device 1 from the machine tool 2 can be removed.
- FIG. 4 In the case of locking (Fig.
- FIG. 4 shows a detailed view of the locking element 3 and the actuating element 8, the elements 3, 8 being present in particular in an unlocking position of the locking mechanism.
- the machine tool 2 can usually include a tool, operating elements and/or handles.
- the machine tool 2 can in particular also have a motor (not shown).
- the machine tool 2 can be connected to a power supply device 1 (“connected state”) to enable the power supply device 1 to supply the machine tool 2 with electrical power.
- the energy supply device 1 can have an interface 14 which can interact with a receiving device 15 of the machine tool 2 .
- the energy supply device 1 has a data and/or power interface 16 in the area of the interface 14 .
- the data and/or power interface 16 can be arranged in a front area 18 of the energy supply device 1 , while the locking mechanism is arranged in a rear area 17 of the energy supply device 1 .
- the receiving device 15 of the machine tool 2 can have an undercut 26, wherein the locking element 3 of the energy supply device 1 can be received in a locking position by the undercut 26 of the receiving device 15 of the machine tool 2.
- the locking element 3 of the energy supply device 1 can rotate about its pivot point 5 and thus between a locking position and a release locking position are transferred.
- the locking mechanism can include a prestressing element 13, 23, wherein the prestressing element 13, 23 can be set up to press the locking element 3 of the energy supply device 1 into the undercut 26 of the machine tool 2.
- an actuating element 8 of the locking mechanism actuating an actuating element 8 of the locking mechanism (cf. FIGS. 3 and 4)
- the prestressing of the prestressing element 13 can be released and the locking element 3 can be moved out of the undercut 26 .
- the locking element 3 of the energy supply device 1 has a tip and a fulcrum 5, with the tip and the fulcrum 5 being arranged on opposite sides of the locking element 3, with a distance passing through the tip 12 of the actuating element 8 and the fulcrum of the actuating element 8 L3 can be specified (see FIG. 10). As can be seen, inter alia, from FIG.
- Figure 6 shows a schematic side view of a preferred embodiment of a machine tool 2 and an energy supply device 1.
- the machine tool 2 and the energy supply device 1 can be seen in a separate state, i.e. the energy supply device 1 is outside of the machine tool 2 .
- the locking element 3 with its pivot point 5 and the actuating element 8 with its pivot point 10 can be seen in the upper half of the figure.
- the locking element 3 can be rotated around the first rotational or spatial axis 4, while the actuating element 8 can be rotated around the second rotational or spatial axis 9 can be rotated.
- the linear guide 20 which can facilitate the insertion of the energy supply device 1 into the machine tool 2 .
- the machine tool 2 and the energy supply device 1 are shown in a connected or working state, ie the energy supply device 1 is at least partially accommodated in the machine tool 2. Only a rear area 17 of the energy supply device 1 can be seen, which protrudes from the machine tool 2 , this rear area 17 of the energy supply device 1 including the locking mechanism, in particular the actuating element 8 and its pivot point 10 .
- the front area 18 of the energy supply device 1 is at least partially accommodated in the machine tool 2 in partial figure 6b).
- Figure 7 shows a side view of a preferred embodiment of the locking mechanism in two part form.
- the exemplary embodiment of the invention shown in Figure 7 has a locking element 3 and an actuating element 8, the locking position being shown in the upper half of the figure (partial figure 7a) and the unlocking position of the locking mechanism, which is preferably designed in two parts, being shown in the lower half of the figure (partial figure 7b).
- the rear region 19 of the locking element 3 is received in the undercut 26 of the receiving device 15 of the machine tool 2 in the locking position (upper half of the figure), so that the energy supply device 1 is locked in the machine tool 2 .
- the locking of the energy supply device 1 in the machine tool 2 is preferably effected by the advantageous interaction of the elements 3, 8, it being possible for the locking by the prestressing elements 13, 23 to be further improved.
- the pretensioning elements 13, 23 press the locking element 3 upwards, so that the locking element 3 is received by the undercut 26 of the machine tool 2.
- the unlocking is preferably effected by a user of the machine tool 2 by actuating the actuating switch 8 .
- the front area 12 of the actuating element 8 can be accommodated by an indentation 11 of the locking element 3 so that the locking element 3 is moved downwards and thus out of the undercut 26 of the machine tool 2 by the actuation of the actuating element 8 .
- This downward movement of the locking element 3 allows the locking mechanism to be transferred from the locking position (upper half of the figure) to the unlocking position (lower half of the figure).
- the locking mechanism shown in Fig. 7 also has two pretensioning elements 13, 23, with a first pretensioning element 13 being arranged in the area of the actuating element 8 and a second pretensioning element 23 in the area of the locking element 3.
- the elements 3 , 8 pressed by the biasing elements 13, 23 in a spatial direction "up".
- the locking element 3 is pressed into an undercut 26 of the machine tool 2, while the actuating element 8 supports this tensioning of the locking element 3 by being pressed upwards by the first prestressing element 13 itself.
- the elements 3, 8 are coupled to one another in that a protruding area 12 of the actuating element 8 can be accommodated by an indentation 11 of the locking element 3, so that a movement of the actuating element 8 also causes a movement of the locking element 3, preferably in the same direction.
- the locking element 3 is pivoted around the pivot point 5 or the first axis of rotation 4 is rotatably mounted, while the actuating element 8 can be rotatably mounted about the pivot point 10 or the second axis of rotation 9 .
- the front part 12 of the actuating element 8 is pressed downwards, with the locking element 3 following this downward movement due to the coupling between the elements 3, 8.
- the rear area 19 of the locking element 3 disengages from the undercut 26 of the machine tool 2 and the locking between the energy supply device 1 and the machine tool 2 can be released (lower half of the figure).
- This unlocking allows the energy supply device 1 to be removed from the machine tool 2 counter to the insertion direction 6 .
- work is carried out against the tension of the prestressing elements 13, 23, so that an undesired release of the locking between the energy supply device 1 and the machine tool 2 is effectively avoided.
- the location 7 of the locking can preferably be determined by a contact surface of the undercut 26, with this contact surface being in contact with an end face of the locking element 3 in the case of locking (upper half of the figure).
- FIG. 8 shows a side view of a preferred embodiment of the locking mechanism in one-piece form with a first axis of rotation 4.
- the locking mechanism has an element which has different functional areas 3,8.
- the element of the locking mechanism has a locking area 3 and an actuating area 8 , the exemplary embodiment of the invention illustrated in FIG.
- the element can be rotated about this first axis of rotation 4 or about this first pivot point 5 .
- the actuation area 8 of the element can be pressed down by an actuation of a user of the machine tool 2, as a result of which the locking mechanism can be transferred into an unlocking position (lower half of the figure).
- the unlocking position is preferably characterized in that a protruding area of the locking area 3 is not in engagement with an undercut 26 of the machine tool 2, but just outside of this undercut 26.
- the energy supply device 1 can be removed from the machine tool 2.
- a second biasing element 23 is shown, which is set up to push the element of the locking mechanism in a spatial direction "upwards", so that the locking area 3 in a locking position (upper half of the figure) again engages with the Undercut 26 of the machine tool 2 arrives, so that the energy supply device 1 is locked in the machine tool 2 .
- the actuation area 8 of the user is preferably actuated against the biasing force of the biasing element 23.
- Figure 9 shows a side view of a further preferred embodiment of the locking mechanism in one-piece form with a second pivot 9 and a second pivot 10.
- the second pivot 10 and the second pivot 9 can preferably be assigned to the operating area 8 of the element of the locking mechanism.
- the locking mechanism shown in FIG. 9 also has a locking area 3 and an actuation area 8 , the locking mechanism shown in FIG. 9 having a second pivot axis 9 or a second pivot point 10 in the area of the actuation area 8 .
- the element can be rotated about this second axis of rotation 9 or about this second pivot point 10 .
- FIG. 9 shows a side view of a further preferred embodiment of the locking mechanism in one-piece form with a second pivot 9 and a second pivot 10.
- the second pivot 10 and the second pivot 9 can preferably be assigned to the operating area 8 of the element of the locking mechanism.
- the locking mechanism shown in FIG. 9 also has a locking area 3 and an actuation area 8 , the locking mechanism shown in FIG. 9 having a
- the locking area 3 of the element is pressed down by an actuation by the user, so that the locking mechanism can be transferred from a locking position (upper half of the figure) to an unlocking position (lower half of the figure).
- the unlocking position is preferably characterized in that the locking area 3 is not in engagement with an undercut 26 of the machine tool 2, but just outside of this undercut 26. In the unlocked position, the energy supply device 1 can be removed from the machine tool 2.
- FIG. 9 shows a first prestressing element 13, which is set up to push the element of the locking mechanism “upwards” in a spatial direction, so that the locking area 3 in a locking position (upper half of the figure) again engages with the undercut 26 of the Machine tool 2 can reach, so that a locking of the energy supply device 1 in the machine tool 2 is effected.
- FIG. 10 shows a side view of a preferred embodiment of the locking mechanism in two-part form with the lengths L1, L2 and L3.
- 10 shows in particular the locking mechanism in a locking position in which a rear area 19 of the locking element 3 is received in the undercut 26 of the machine tool 2 , thereby locking the energy supply device 1 and the machine tool 2 .
- the rear area 19 of the locking element 3 can, for example, comprise an end face or be formed by an end face, wherein the end face of the locking element 3 can be in contact with a contact surface of the undercut 26 in the case of locking. It is preferred within the meaning of the invention that the sum of the lengths L2 and L3 is greater than the direct distance L1 between the pivot points 5 and 10.
- the length L2 preferably represents the distance between the pivot point 5 of the locking element 3 (“first pivot point”) and a tip or an end face of the locking element 3.
- the Length L3 preferably represents the distance between the pivot point 10 of the actuating element 8 ("second pivot point") and a tip 12 of the actuating element 8. Because the relation L2 + L3 > L1 is preferably satisfied, the tip 12 of the actuating element 8 can Coming into engagement with an indentation 11 of the locking element 3, as a result of which the movements of the locking element 3 and the actuating element 8 are coupled. This advantageous coupling of locking element 3 and actuating element 8 can transfer a movement of actuating element 8 to locking element 3 .
- a downward movement of the actuating element 8 which is caused, for example, by a user of the machine tool 2 by the user pressing on the actuating element 8 in order to initiate removal of the energy supply device 1 from the machine tool 2, via the coupling of the elements 3, 8 the locking element 3 are transferred.
- a downward movement of the actuating element 8 can lead to a downward movement of the locking element 3, as a result of which the rear area 19 of the locking element 3 slides out of the undercut 26 of the machine tool 2 and the locking of the energy supply device 1 and the machine tool 2 is released.
- a second prestressing element 23 is shown, which is preferably set up to press the locking element 3 from an unlocking position into a locking position or to hold the locking element 3 in the locking position.
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere für eine Werkzeugmaschine, wobei die Energieversorgungsvorrichtung lösbar mit der Werkzeugmaschine verbindbar ist. Die Energieversorgungsvorrichtung umfasst mindestens ein Element zur Verriegelung der Energieversorgungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine, wobei das mindestens eine Verriegelungselement drehbar um mindestens eine Drehachse gelagert ist, wobei die Drehachse durch einen Drehpunkt des mindestens einen Verriegelungselements verläuft. Dabei eilt der Drehpunkt des Verriegelungselements in einer Einschubrichtung einem Ort der Verriegelung voraus. Die Energieversorgungsvorrichtung weist mindestens ein Element zur Betätigung durch einen Nutzer auf, wobei das mindestens eine Betätigungselement drehbar um mindestens eine zweite Drehachse gelagert ist, die durch einen Drehpunkt des Betätigungselements verläuft. Dabei kann der Drehpunkt des mindestens einen Verriegelungselements in einer Einschubrichtung einem Ort der Verriegelung vorauseilen. In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine mit einer vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung.
Description
ENERGIEVERSORGUNGSVORRICHTUNG MIT EINEM DREHBAR GELAGERTEN VERRIEGELUNGSELEMENT UND WERKZEUGMASCHINE ZUR VERBINDUNG MIT EINER SOLCHEN ENERGIEVERSORGUNGSVORRICHTUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere für eine Werkzeugmaschine, wobei die Energieversorgungsvorrichtung lösbar mit der Werkzeugmaschine verbindbar ist. Die Energieversorgungsvorrichtung umfasst mindestens ein Element zur Verriegelung der Energieversorgungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine, wobei das mindestens eine Verriegelungselement drehbar um mindestens eine Drehachse gelagert ist, wobei die Drehachse durch einen Drehpunkt des mindestens einen Verriegelungselements verläuft. Dabei eilt der Drehpunkt des Verriegelungselements in einer Einschubrichtung einem Ort der Verriegelung voraus. Die Energieversorgungsvorrichtung weist mindestens ein Element zur Betätigung durch einen Nutzer auf, wobei das mindestens eine Betätigungselement drehbar um mindestens eine zweite Drehachse gelagert ist, die durch einen Drehpunkt des Betätigungselements verläuft. Dabei kann der Drehpunkt des mindestens einen Verriegelungselements in einer Einschubrichtung einem Ort der Verriegelung vorauseilen. In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine mit einer vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung.
Hintergrund der Erfindung:
Die Erfindung ist auf dem Gebiet der wiederaufladbaren Energieversorgungsvorrichtungen angesiedelt. Insbesondere Energieversorgungsvorrichtungen für Werkzeugmaschinen sind in der Regel so gestaltet, dass die Energieversorgungsvorrichtungen zum Aufladen in einer Ladestation gelagert werden kann. Während des Aufladens der Energieversorgungsvorrichtung kann der Nutzer mit einer weiteren Energieversorgungsvorrichtung die Werkzeugmaschine weiter betreiben und so einen Arbeitsfortschritt erzielen.
Die Energieversorgungsvorrichtung kann mit der Werkzeugmaschine verbunden vorliegen, wenn die Energieversorgungsvorrichtung die Werkzeugmaschine während ihres Betriebs mit elektrischer Energie versorgen soll. In diesem Arbeitsmodus soll die Energieversorgungsvorrichtung sicher und stabil in der Werkzeugmaschine gehalten und befestigt werden. Für die Befestigung der Energieversorgungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine sind im Stand der Technik verschiedene Verriegelungsmechanismen bekannt. Wenn die Energieversorgungsvorrichtung
aufgeladen werden soll, muss die Energieversorgungsvorrichtung aus der Werkzeugmaschine entfernt werden. Dafür können Mittel an der Energieversorgungsvorrichtung oder an der Werkzeugmaschine vorgesehen sein, die die Verriegelung der Energieversorgungsvorrichtung lösen, um die Energieversorgungsvorrichtung freizugeben und aus der Werkzeugmaschine entnehmen zu können.
Einige der im Stand der Technik bekannten Verriegelungsmechanismen benötigen einen großen Bauraum. Andere Verriegelungsmechanismen geben bei Betätigung eine große Öffnung frei, durch die beispielsweise Staub oder Feuchtigkeit in das Innere der Energieversorgungsvorrichtung eindringen kann. Wieder andere Verriegelungsmechanismen, die aus dem Stand der Technik bekannt sind, weisen Einzelelemente auf, die beim Verriegeln und Entriegeln nicht gut Zusammenwirken. Dadurch kann es zu unnötigem Verschleiß und Abrieb kommen, wobei der Verschleiß und der Abrieb die Lebensdauer der Schnittstelle nachteiligerweise verkürzen können. Insbesondere hat sich gezeigt, dass Verriegelungsmechanismen, die auf einer Linearbewegung der Betätigungselemente basieren, häufig ergonomisch schwer zu betätigen sind. Dies gilt umso mehr, wenn die Betätigung der Betätigungselemente nach Staubeintrag erschwert ist. Bei zweiteiligen Verriegelungsmechanismen sind Konstellationen bekannt, bei denen das Zusammenwirken von Betätigungs- und Verriegelungselement zu einer Selbstschwächung des Verriegelungsmechanismen führt. Solche Verriegelungsmechanismen neigen dazu, sich unter Belastung unerwünschterweise zu öffnen, so dass die Energieversorgungsvorrichtung nicht mehr sicher in der Werkzeugmaschine gehalten werden kann. Darüber hinaus hat es sich als nachteilig erwiesen, wenn ein Verriegelungselement primär auf Zug belastet wird und nicht auf Druck. Die entsprechend ausgebildeten Verriegelungsmechanismen sind in der Regel wenig robust, vor allem bei dynamischer Last und/oder bei Kerbwirkungen im Bauteil.
Beispielsweise offenbart die DE 20 2007 014418 U1 eine Verriegelungsvorrichtung, insbesondere zum Verriegeln einer Werkzeugmaschine. Die Verriegelungsvorrichtung umfasst ein linear bewegliches Betätigungselement und ein schwenkbar gelagertes Verriegelungselement.
In der DE 10 2013 226 232 A1 wird eine wiederaufladbare Batterie ("Akku") für eine Werkzeugmaschine beschrieben, wobei die Akkuzellen der Batterie mittels einer Induktivladespule aufgeladen werden können.
Die US 2009 148 775 A1 beschreibt eine Batterie für eine Werkzeugmaschine, wobei die Batterie einen drehbaren Bestandteil umfasst, der zwischen zwei unterschiedlichen Positionen verstellt werden kann, sowie ein Vorspannungs-Element, mit dem der drehbare Bestandteil in eine der beiden Positionen gebracht werden kann.
Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die Mängel und Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere für eine Werkzeugmaschine, bereitzustellen, die sowohl in der Lage ist, hohe Verriegelungskräfte aufzunehmen, als auch ein unter Baustellenbedingungen gutes Handling zu ermöglichen. Darüber hinaus soll die Energieversorgungsvorrichtung robust und langlebig sein und funktionssicher, stabil und robust in der Werkzeugmaschine befestigt werden können. Ein weiteres Anliegen der Erfindung besteht darin, eine Werkzeugmaschine mit einer solchen Energieversorgungsvorrichtung bereitzustellen.
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 eine Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere für eine Werkzeugmaschine, vorgesehen, wobei die Energieversorgungsvorrichtung lösbar mit der Werkzeugmaschine verbindbar ist. Die Energieversorgungsvorrichtung umfasst mindestens ein Element zur Verriegelung («Verriegelungselement») der Energieversorgungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine, wobei das mindestens eine Verriegelungselement drehbar um mindestens eine Drehachse gelagert ist, wobei die Drehachse durch einen Drehpunkt des mindestens einen Verriegelungselements verläuft. Dabei eilt der Drehpunkt des Verriegelungselements in einer Einschubrichtung einem Ort der Verriegelung voraus. Die Energieversorgungsvorrichtung weist mindestens ein Element zur Betätigung durch einen Nutzer auf, wobei das mindestens eine Betätigungselement drehbar um mindestens eine zweite Drehachse gelagert ist, die durch einen Drehpunkt des Betätigungselements verläuft. Das vorgeschlagene Verriegelungselement ist derart drehbar gelagert, dass das Verriegelungselement durch eine Drehung um seinen Drehpunkt von einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition bringbar ist, oder umgekehrt. Dabei ist das Verriegelungselement vorzugsweise dazu eingerichtet, in einer Verriegelungsposition von einem Hinterschnitt der Werkzeugmaschine aufgenommen zu werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Werkzeugmaschine einen Hinterschnitt, eine Hinter- schneidung und/oder eine Einbuchtung aufweist, die im Sinne der Erfindung als „Hinterschnitt“ und mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnet werden. Vorzugsweise ist der Hinterschnitt der Werkzeugmaschine dazu eingerichtet, in einer Verriegelungsposition des vorgeschlagenen Verriegelungsmechanismus einen hinteren, oberen Bereich des Verriegelungselements aufzunehmen. Durch die Aufnahme des Verriegelungselements in den Hinterschnitt der Werkzeugma-
schine wird die Energieversorgungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine fixiert, wobei diese Fixierung vorzugsweise dadurch erreicht wird, dass eine letzte Raumrichtung für die Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung in Bezug auf die Werkzeugmaschine gesperrt oder eingeschränkt, d.h. begrenzt, wird. Der Fachmann weiß allerdings, dass für die Energieversorgungsvorrichtung ein gewisses Bewegungsspiel in einer Größenordnung von ca. 1 Millimeter möglich ist. Die Energieversorgungsvorrichtung kann sich dann nicht mehr aus der Werkzeugmaschine herausbewegen bzw. aus der Werkzeugmaschine lösen. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass sich die Energieversorgungsvorrichtung nicht mehr nach vorne und vor allem nicht mehr nach hinten, aus der Werkzeugmaschine heraus, bewegen kann. Die Formulierung „letzte Raumrichtung für die Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung“ entspricht vorzugsweise der Einschubrichtung bzw. einer Entnahmerichtung der Energieversorgungsvorrichtung, wobei die Entnahmerichtung der Energieversorgungsvorrichtung vorzugsweise der Einschubrichtung der Energieversorgungsvorrichtung entgegengerichtet ist. Die Einschubrichtung entspricht vorzugsweise einer ersten Achse eines virtuellen Koordinatensystems, das zur Beschreibung der Erfindung verwendet wird. Die zweite Achse entspricht vorzugsweise einer Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung nach oben oder nach unten, während eine dritte Achse des virtuellen Koordinatensystems vorzugsweise einer seitlichen Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung entspricht. Die Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung entlang der zweiten und/oder der dritten Achse des virtuellen Koordinatensystems zur Beschreibung der Erfindung kann durch eine Linearführung verhindert werden, die in den Figuren mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet wird.
Durch das Einrasten des Verriegelungselements der Energieversorgungsvorrichtung in den Hinterschnitt der Werkzeugmaschine wird die Energieversorgungsvorrichtung an der Werkzeugmaschine befestigt, beispielsweise dadurch, dass die Energieversorgungsvorrichtung in einem Hohlraum der Werkzeugmaschine sicher gehalten wird. Wenn die Werkzeugmaschine keinen Hohlraum zur Aufnahme einer Energieversorgungsvorrichtung aufweist, kann es im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass die Energieversorgungsvorrichtung seitlich oder unterhalb der Werkzeugmaschine mit dem vorgeschlagenen Verriegelungsmechanismus, das ein drehbares Verriegelungselement aufweist, befestigt werden kann.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Drehpunkt des mindestens einen Verriegelungselements in einer Einschubrichtung einem Ort der Verriegelung vorauseilt. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der der Drehpunkt des Verriegelungselements in einer Einschubrichtung vor einem Ort der Verriegelung angeordnet ist. Im Kontext der vorliegenden Erfindung kann ein Ort der Verriegelung definiert werden, an dem die Verriegelung der Energie-
Versorgungsvorrichtung innerhalb der Werkzeugmaschine erfolgt, wobei dieser Ort beispielsweise durch den Hinterschnitt der Werkzeugmaschine festgelegt werden kann. Der Hinterschnitt kann das Verriegelungselement in einer Verriegelungsposition aufnehmen, wenn das Verriegelungselement zum Verriegeln der Energieversorgungsvorrichtung gedreht wird und daher seine Position verändert. Durch die Aufnahme des Verriegelungselements in dem Hinterschnitt der Werkzeugmaschine kann vorteilhafterweise eine Fixierung oder Verriegelung der Energieversorgungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine bewirkt werden, die besonders robust und stabil ist und sich auch unter Baustellenbedingungen als sehr wirksam erwiesen hat.
Es kann im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass ein Abstand A definiert wird, der den Abstand zwischen dem Ort der Verriegelung und dem Drehpunkt des Verriegelungselements angibt. Der Abstand A wird in den Figuren dargestellt. Vorteilhafterweise basiert der vorgeschlagene Verriegelungsmechanismus auf einer Drehlagerung der beteiligen Elemente, so dass vorteilhafterweise auf eine ergonomisch ungünstige Linearbewegung der beteiligten Elemente verzichtet werden kann.
Durch die Vorsehung des Drehpunkts des mindestens einen Verriegelungselements in einer Einschubrichtung vor einem Ort der Verriegelung kann ein besonders raumsparender Verriegelungsmechanismus für eine Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt werden. Bei dem vorgeschlagenen Verriegelungsmechanismus entsteht beim Entriegeln oder beim Verriegeln vorteilhafterweise keine große Öffnung an einer Außenwand, durch die Staub oder Feuchtigkeit in einen Innenraum der Energieversorgungsvorrichtung eindringen kann. Dadurch wird die Energieversorgungsvorrichtung wirksam vor äußeren Einflüssen geschützt. Insbesondere ist die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung dazu in der Lage, hohe Verriegelungskräfte durch hohe Beschleunigungen aufzunehmen. Darüber hinaus kann mit der Erfindung eine auch unter Baustellenbedingungen gute Handhabung der Energieversorgungsvorrichtung sichergestellt werden. Insbesondere kann die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung robust, langlebig und kompakt ausgebildet werden und eine ebenfalls robuste und kompakte Werkzeugmaschine mit überraschend guten ergonomischen Eigenschaften und einem guten Handling bereitgestellt werden.
Die Vorsehung eines vorauseilenden Drehpunkts des Verriegelungselements weist den weiteren Vorteil auf, dass drehgelagerte Komponenten unter Baustellenbedingungen robuster, staubunempfindlicher, spielfreier und leichter zu bewegen sind als lineargeführte Komponenten. Für eine idealen Kraftfluss ist der Drehpunkt des drehbar gelagerten Verriegelungselements in Einschubrichtung vorzugsweise vor dem Ort der Verriegelung angeordnet, da das Verriegelungs-
element und seine Abstützung dadurch auf Druck belastet werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Einschubrichtung einer Relativbewegung von Energieversorgungsvorrichtung und Werkzeugmaschine beim Einfügen und Entnehmen der Energieversorgungsvorrichtung entspricht.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Energieversorgungsvorrichtung mindestens ein Element zur Betätigung durch einen Nutzer aufweist («Betätigungselement»), wobei das mindestens eine Betätigungselement drehbar um mindestens eine zweite Drehachse gelagert ist, wobei die zweite Drehachse durch einen Drehpunkt des Betätigungselements verläuft. Vorzugsweise ist der Drehpunkt des Betätigungselements so angeordnet, dass der Drehpunkt in einer Einschubrichtung einem Ort der Verriegelung nacheilt. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Drehpunkt des Betätigungselements in einer Einschubrichtung hinter einem Ort der Verriegelung angeordnet ist. Zumindest ein Teil des Betätigungselements liegt vorzugsweise außen an der Energieversorgungsvorrichtung vor, so dass dieser nach außen gewandte Teil des Betätigungselements von einem Nutzer der Werkzeugmaschine betätigt werden kann, um eine Entnahme der Energieversorgungsvorrichtung aus der Werkzeugmaschine zu initiieren. Es ist daher im Sinne der Erfindung auch bevorzugt, das Betätigungselement als «Betätigungsschalter» zu bezeichnet.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Drehachse des Verriegelungselements («erste Drehachse») und die Drehachse des Betätigungselements («zweite Drehachse») im Wesentlichen parallel orientiert sind. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Drehachsen zusammenfallen können, also identisch sein können. Es ist im Sinne der Erfindung aber besonders bevorzugt, dass die beiden Drehachsen des Verriegelungselements und des Betätigungselements nicht zusammenfallen, sondern zueinander beabstandet vorliegen.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das mindestens eine Verriegelungselement eine Ausbuchtung und das mindestens eine Betätigungselement einen vorstehenden Bereich aufweist, wobei das mindestens eine Verriegelungselement dazu eingerichtet ist, das mindestens eine Betätigungselement zumindest teilweise in einer Verriegelungsposition aufzunehmen. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass das Betätigungselement bzw. sein vorstehender Bereich von der Ausbuchtung des Verriegelungselements aufgenommen werden kann. Die Aufnahme des Betätigungselements in einer Ausbuchtung des Verriegelungselements erfolgt insbesondere in der Verriegelungsposition des vorgeschlagenen Verriegelungsmechanismus. Durch das Eingreifen der beiden Elemente ineinander wird ein Verhaken bewirkt, dass die Fixierung der Energieversorgungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine weiter verbessert
und so vorteilhafterweise die Verriegelungswirkung des vorgeschlagenen Verriegelungsmechanismus erhöht. Dieses Verhaken wirkt synergistisch zusammen mit dem Einrasten des drehbaren Verriegelungselements in den Hinterschnitt der Werkzeugmaschine, so dass durch das Zusammenwirken der beiden Effekte eine besonders robuste und stabile Verriegelung der Energieversorgungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine ermöglicht werden kann.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine Länge L2 definiert werden kann, die einen Abstand zwischen dem Drehpunkt des Verriegelungselements und einer hinteren Spitze des Verriegelungselements beschreibt. Darüber hinaus kann eine Länge L3 definiert werden kann, die einen Abstand zwischen dem Drehpunkt des Betätigungselements und einer vordersten Spitze des Betätigungselements beschreibt. Dabei wird der Abstand von einem Mittelpunkt des Drehpunktes des Verriegelungselements bzw. des Betätigungselements zur jeweiligen Spitze des Elements gemessen. Ferner kann eine Länge L1 definiert werden kann, die einen Abstand zwischen dem Drehpunkt des Verriegelungselements und dem Drehpunkt des Betätigungselements beschreibt. Diese Länge wird ebenfalls zwischen den Mittelpunkten der Drehpunkte abgetragen, wobei die Länge L1 vorzugsweise in «Luftlinie» gemessen wird. Die Längen L1 , L2 und L3 sind insbesondere in Fig. 10 dargestellt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine Summe der Längen L2 und L3 größer ist als die Länge L1. Durch dieses Längenverhältnis von L2 + L3 > L1 wird vorteilhafterweise erreicht, dass das Verriegelungselement und das Betätigungselement ineinander eingreifen können und eine stabile Verriegelung der Energieversorgungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine hergestellt wird.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Verriegelungselement der Energieversorgungsvorrichtung durch eine Betätigung des Betätigungsschalters von einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition bringbar ist. Die Betätigung des Betätigungsschalters kann dabei vorzugsweise durch einen Nutzer der Werkzeugmaschine erfolgen, beispielsweise wenn die Energieversorgungsvorrichtung aus der Werkzeugmaschine entnommen werden soll, um geladen zu werden. Der Transfer des Verriegelungselements von der Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition, in der die Energieversorgungsvorrichtung aus der Werkzeugmaschine entnommen werden kann, wird insbesondere durch die drehbare Lagerung des Verriegelungselements um seinen Drehpunkt ermöglicht.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung mindestens ein Vorspannelement aufweist, wobei das Vorspannelement dazu eingerichtet ist, das Verriegelungselement in den Hinterschnitt der Werkzeugmaschine zu drücken. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass das mindestens eine Vorspannelement dazu eingerichtet
ist, das Verriegelungselement und/oder das Betätigungselement vorzuspannen und so eine Verriegelung der Energieversorgungsvorrichtung innerhalb der Werkzeugmaschine weiter zu verbessern. Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung mindestens ein Vorspannelement auf. Wenn die Energieversorgungsvorrichtung genau ein Vorspannelement aufweist, kann entweder das Verriegelungselement mit dem Vorspannelement in der Verriegelungsposition in den Hinterschnitt der Werkzeugmaschine gedrückt werden oder das Betätigungselement. Beispielsweise kann ein Vorspannelement im Bereich des Betätigungselements vorgesehen sein, wobei das Vorspannelement zunächst den vorstehenden Bereich des Betätigungselements in die Ein- oder Ausbuchtung des Verriegelungselements drückt, wodurch das Verriegelungselement in den Hinterschnitt der Werkzeugmaschine gedrückt wird. Diese durch das Vorspannelement unterstützte Überführung des Verriegelungselements von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition wird im Sinne der Erfindung als «indirektes Vorspannen» bezeichnet, weil die Vorspannung durch das Betätigungselement und seinen Eingriff in das Verriegelungselement zu der Drehbewegung des Verriegelungselements führt. Mit anderen Worten kann die Drehbewegung, mit der das Verriegelungselement von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition überführt wird, durch die Bewegung des Betätigungselements in die Ein- oder Ausbuchtung des Verriegelungselements unterstützt werden, wobei die Bewegung des Betätigungselements von dem mindestens einen Vorspannelement unterstützt wird. Das Vorspannelement kann vorzugsweise von einer Feder oder einem anderen elastischen Element gebildet werden. Das Vorspannelement kann im Sinne der Erfindung auch als «Federelement» bezeichnet werden.
Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass die Energieversorgungsvorrichtung mehr als ein Vorspannelement aufweist, beispielsweise zwei Vorspannelemente. Dann kann vorzugsweise sowohl dem Verriegelungselement, als auch dem Betätigungselement ein Vorspannelement zugeordnet werden und beide Elemente können durch eine Federkraft in den Hinterschnitt der Werkzeugmaschine gedrückt werden, um von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition zu gelangen. Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass das mindestens eine Vorspannelement dazu verwendet wird, das Verriegelungselement und/oder das Betätigungselement von der Entriegelungsposition in die Verriegelungsposition zu bringen. Vorzugsweise bewirkt das mindestens eine Vorspannelement eine Kopplung zwischen dem Verriegelungselement und dem Betätigungselement des vorgeschlagenen Verriegelungsmechanismus. Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass das Verriegelungselement und/oder das Betätigungselement je zwei oder mehr Vorspannelemente aufweisen.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das mindestens eine Verriegelungselement und das mindestens eine Betätigungselement einen einteilig oder mindestens zweiteilig ausgebildeten Verriegelungsmechanismus bilden. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der vorgeschlagene Verriegelungsmechanismus zwei separate Elemente, nämlich ein Verriegelungselement und ein Betätigungselement, aufweisen kann („zweiteiliger Verriegelungsmechanismus“). Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass das mindestens eine Verriegelungselement und das mindestens eine Betätigungselement einen zumindest zweiteilig ausgebildeten Verriegelungsmechanismus bilden. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung einen Verriegelungsmechanismus aufweist, der mindestens ein Verriegelungselement und mindestens ein Betätigungselement aufweist, wobei das Verriegelungselement und das Betätigungselement separate Elemente innerhalb des Verriegelungsmechanismus sind. Durch die zweiteilige Ausgestaltung des Verriegelungsmechanismus kann eine besonders robuste Verriegelung bzw. Befestigung der Energieversorgungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine ermöglicht werden, wobei sich bei Tests gezeigt hat, dass der zweiteilig ausgebildete Verriegelungsmechanismus besonders große Kräfte aufnehmen kann.
Es kann aber im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass der Verriegelungsmechanismus nur eine Verriegelungselement aufweist, das um einen Drehpunkt drehbar gelagert ist. Darüber hinaus kann der Verriegelungsmechanismus aus einem Stück gefertigt sein („einteiliger Verriegelungsmechanismus“), wobei diese eine Komponente des Verriegelungsmechanismus unterschiedliche Bereiche aufweisen kann. Beispielsweise kann ein erster Bereich des einteiligen Verriegelungsmechanismus eine Verriegelungsfunktion aufweisen, so dass dieser erste Bereich des einteiligen Verriegelungsmechanismus vorzugsweise als Verriegelungsbereich bezeichnet wird. Ein zweiter Bereich des einteiligen Verriegelungsmechanismus kann darüber hinaus eine Betätigungsfunktion erfüllen, so dass dieser zweite Bereich des einteiligen Verriegelungsmechanismus vorzugsweise als Betätigungsbereich bezeichnet wird.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das mindestens eine Verriegelungselement und das mindestens eine Betätigungselement einen im Wesentlichen einteilig ausgebildeten Verriegelungsmechanismus bilden. Mit anderen Worten kann der Verriegelungsmechanismus ein einteilig ausgebildetes Element aufweisen, das beispielsweise unterschiedliche funktionelle Bereiche aufweist. Beispielsweise kann das einteilige Element einen ersten Bereich aufweisen, wobei der erste Bereich als Verriegelungselement dient, während ein zweiter Bereich des Elements als Betätigungselement dient. Es war vollkommen überraschend, dass mit der Erfindung eine robuste, baustellentaugliche einteilige Verriegelungslösung bereitgestellt werden kann, die die übli-
chen Nachteile von einteiligen Lösungen, wie mangelnde mechanische Robustheit, erschwerte Zugänglichkeit, Staubempfindlichkeit oder Schwergängigkeit, vor allem nach Staubeintrag, nicht aufweist. Die überraschenden Vorteile können in der einteiligen Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise dazu erreicht werden, dass das einteilige Element drehbar gelagert ist, wobei der Drehpunkt des Elements in Einschubrichtung dem Verriegelungsort vorauseilt.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass ein einteiliger Verriegelungsmechanismus entweder eine erste Drehachse aufweist, d.h. eine Drehachse im Bereich des Verriegelungsbereichs, oder eine zweite Drehachse, d.h. eine Drehachse im Bereich des Betätigungsbereichs.
Wenn die Energieversorgungsvorrichtung mit der Werkzeugmaschine verbunden werden soll, um die Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie zu versorgen, kann die Energieversorgungsvorrichtung beispielsweise in einen Hohlraum der Werkzeugmaschine eingeführt werden. Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass die Energieversorgungsvorrichtung an einer Unterseite oder einer Seitenwand der Werkzeugmaschine befestigt wird. Wenn die Werkzeugmaschine einen Hohlraum zur Aufnahme der Energieversorgungsvorrichtung aufweist, ist dieser Hohlraum vorzugsweise im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet, wobei eine Seite des Hohlraums in der Regel offen ist. Diese offene Seite des Hohlraums kann vorzugsweise als «Rückseite des Hohlraums» bezeichnet werden. Neben der offenen Seite kann der bevorzugt schachtartige Hohlraum eine Oberseite, eine Unterseite, eine Vorderseite und zwei Seitenwände aufweisen. Dabei liegen vorzugsweise die Ober- und die Unterseite, die zwei Seitenwände und die Vorderseite und die offene Seite des Hohlraums auf gegenüberliegenden Seiten des Hohlraums vor, d.h. die genannten Seiten liegen sich jeweils gegenüber.
Die offene Seite des Hohlraums stellt vorzugsweise die Einschuböffnung für die Energieversorgungsvorrichtung dar. Das bedeutet, dass die Energieversorgungsvorrichtung durch diese Einschuböffnung in die Werkzeugmaschine bzw. den dafür vorgesehen Hohlraum eingeführt werden kann. Es kann im Kontext der vorliegenden Erfindung eine Einschubrichtung definiert werden, die derjenigen Richtung entspricht, in der die Energieversorgungsvorrichtung in die Werkzeugmaschine eingeführt wird. Das bedeutet, dass sich die Einschubrichtung ausgehend von der Einschuböffnung in Richtung der Vorderseite des bevorzugt schachtartigen Hohlraums der Werkzeugmaschine erstreckt. Diese Einschubrichtung fällt vorzugsweise zusammen mit einer ersten Achse eines virtuellen Koordinatensystems, das zur Beschreibung der Erfindung verwendet wird (vgl. Figuren). Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass sich eine zweite Achse des virtuellen Koordinatensystems zwischen einer Unterseite und einer Oberseite des Hohlraums zur Aufnahme der Energieversorgungsvorrichtung erstreckt, während sich eine dritte Achse des
virtuellen Koordinatensystems zwischen den Seitenflächen des Aufnahmeschachts für die Energieversorgungsvorrichtung erstreckt. Die Achsen des virtuellen Koordinatensystems stehen vorzugsweise senkrecht aufeinander. In der Denkweise des virtuellen Koordinatensystems stellt die Vorderseite des Hohlraums der Werkzeugmaschine in Einschubrichtung einen vorderen Bereich der Energieversorgungsvorrichtung dar, weil die Vorderseite des Hohlraums quasi das Ziel der Einschubbewegung ist. Die offene Seite des Hohlraums stellt dahingegen eine Rückseite des Hohlraums dar.
Vorzugsweise weist die Energieversorgungsvorrichtung eine im Wesentlichen quaderförmige Grundform auf, wobei die Energieversorgungsvorrichtung insbesondere eine Oberseite und eine Unterseite, ein Vorder- und eine Rückseite, sowie zwei Seitenflächen aufweist. Während die Seitenflächen der Energieversorgungsvorrichtung im Wesentlichen gleich oder ähnlich ausgebildet sein können, weist die Oberfläche der Energieversorgungsvorrichtung eine Schnittstelle zur Befestigung der Energieversorgungsvorrichtung an der Werkzeugmaschine auf, wodurch sie sich von der im Wesentlichen planen Unterseite der Energieversorgungsvorrichtung unterscheidet. Eine solche Schnittstelle ist an der Unterseite der Energieversorgungsvorrichtung nicht vorhanden, so dass die Ober- und die Unterseite der Energieversorgungsvorrichtung im Wesentlichen nicht gleich oder ähnlich ausgebildet sind. Die Seite, mit der voran die Energieversorgungsvorrichtung in den Hohlraum der Werkzeugmaschine eingeführt wird, stellt im Sinne der Erfindung bevorzugt die Vorderseite der Energieversorgungsvorrichtung dar, während die Rückseite der Energieversorgungsvorrichtung im eingeführten Zustand im Bereich der offenen Seite des Hohlraums vorliegt. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann diese Rückseite der Energieversorgungsvorrichtung im verbundenen Zustand ganz oder teilweise die Rückseite oder Rückwand der Werkzeugmaschine bilden. In einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann die Rückseite der Energieversorgungsvorrichtung auch eine Rückwand eines Hauptkörpers einer Werkzeugmaschine bilden.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, den Zustand, in dem die Energieversorgungsvorrichtung an der Werkzeugmaschine befestigt vorliegt und in dem die Energieversorgungsvorrichtung die Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie versorgt, als «eingeführten» oder «eingeschobenen» Zustand zu bezeichnen. Der eingeführte oder eingeschobene Zustand kann darüber hinaus als «Arbeitsmodus» oder «Betriebszustand" des Systems aus Energieversorgungsvorrichtung und Werkzeugmaschine bezeichnet werden, da die Werkzeugmaschine durch die Versorgung mit elektrischer Energie in die Lage versetzt wird, Arbeit zu verrichten bzw. betrieben zu werden. Der Zustand, in dem die Energieversorgungsvorrichtung und die Werkzeugmaschine getrennt voneinander vorliegen, wird im Sinne der Erfindung als «getrennter» oder «separater»
Zustand bezeichnet. In diesem getrennten oder separaten Zustand kann die Energieversorgungsvorrichtung beispielsweise mit einem Ladegerät verbunden werden, um aufgeladen zu werden.
Die Schnittstelle weist im vorderen Bereich der Energieversorgungsvorrichtung diejenigen Elemente und Komponenten auf, die eine Übertragung von elektrischer Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine ermöglichen. Darüber hinaus können an der Schnittstelle Mittel zum Datenaustausch zwischen der Energieversorgungsvorrichtung und der Werkzeugmaschine vorgesehen sein. Dabei kann es sich vorzugsweise um Leistungs- und/oder Datenkontakte handeln, die beispielsweise angefedert ausgebildet sein können. Dabei kann die Anfederung beispielsweise im Bereich der Energieversorgungsvorrichtung und/oder im Bereich der Werkzeugmaschine angeordnet sein. Die Leistungs- und/oder Datenkontakte gelangen nach abgeschlossenem Einschieben der Energieversorgungsvorrichtung in Wirkverbindung mit entsprechenden Kontakten der Werkzeugmaschine, so dass ein Strom- und/oder Datenfluss bzw. - austausch gewährleistet werden kann.
In ihrem hinteren Bereich weist die Energieversorgungsvorrichtung auf ihrer Oberfläche den Verriegelungsmechanismus mit dem mindestens einen drehbaren Verriegelungselement auf. Um die Verriegelung zu bewirken, weist der Verriegelungsmechanismus mindestens ein Verriegelungselement auf, das drehbar um eine Dreh- oder Rotationsachse gelagert ist. Die Drehachse verläuft vorzugsweise in der dritten Raumrichtung bzw. im Wesentlichen parallel zu der dritten Achse des virtuellen Koordinatensystems, das zur Beschreibung der Erfindung verwendet wird. Der Drehpunkt ist vorzugsweise derjenige Punkt innerhalb der Schnittstelle der Energieversorgungsvorrichtung, durch den die Rotationsachse des Verriegelungselements verläuft.
Der Drehpunkt des Verriegelungselements kann in einer Einschubrichtung vorauseilend in Bezug auf einem Ort der Verriegelung angeordnet sein. Die Formulierung, wonach der Drehpunkt des mindestens einen Verriegelungselements in einer Einschubrichtung vor einem Ort der Verriegelung angeordnet ist, bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Drehpunkt des Verriegelungselements innerhalb der Schnittstelle der Energieversorgungsvorrichtung beispielsweise nicht unterhalb des Verriegelungsmechanismus angeordnet ist, sondern um einen Abstand A in der Raumrichtung «nach vorne» versetzt. Mit anderen Worten ist der Abstand zwischen der Leistungs- und/oder Datenschnittstelle im vorderen Bereich der Energieversorgungsvorrichtung und dem Drehpunkt kleiner als der Abstand zwischen der Leistungs- und/oder Datenschnittstelle im vorderen Bereich der Energieversorgungsvorrichtung und dem Verriegelungsmechanismus im hinteren Bereich der Energieversorgungsvorrichtung. Mit noch anderen
Worten ist der Drehpunkt des mindestens einen Verriegelungselements näher an der Leistungs- und/oder Datenschnittstelle im vorderen Bereich der Energieversorgungsvorrichtung als der Verriegelungsmechanismus der Energieversorgungsvorrichtung. Mit noch anderen Worten ist der Drehpunkt des Verriegelungselements der Energieversorgungsvorrichtung in Richtung einer Mitte bzw. eines zentralen Bereichs der Energieversorgungsvorrichtung versetzt, wobei der Verriegelungsmechanismus als Ganzes einen geringeren Abstand zur Rückseite der Energieversorgungsvorrichtung aufweist als der Drehpunkt des Verriegelungselements der Energieversorgungsvorrichtung.
Die Schnittstelle, die vorzugsweise auf der Oberseite der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegt, kann im Bereich der Seitenwände der Energieversorgungsvorrichtung Mittel zur Linearführung der Energieversorgungsvorrichtung innerhalb des Hohlraums der Werkzeugmaschine aufweisen. Die Linearführung kann vorstehende und zurückgesetzte Bereiche umfassen, die dazu eingerichtet sind, mit korrespondierenden Linearführungsmitteln an der Werkzeugmaschine zusammenzuwirken. Die Linearführungsmitteln der Werkzeugmaschine können beispielsweise Teil einer Aufnahmevorrichtung sein, wobei die Aufnahmevorrichtung dazu eingerichtet ist, die Schnittstelle der Energieversorgungsvorrichtung im eingeschobenen Zustand aufzunehmen.
Der Hinterschnitt der Werkzeugmaschine stellt vorzugsweise eine Einbuchtung in der Aufnahmevorrichtung der Werkzeugmaschine dar, wobei die Einbuchtung dazu eingerichtet ist, das Verriegelungselement aufzunehmen. Die Einbuchtung kann somit einen Aufnahmeraum für das Verriegelungselement bilden, wenn das Verriegelungselement in die Einbuchtung gedrückt wird. Die Bewegung des Verriegelungselements in den Hinterschnitt der Werkzeugmaschine kann vorteilhafterweise durch die Spannung von mindestens einem Vorspannelement unterstützt werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Vorspannelement dazu eingerichtet ist, das Verriegelungselement in der Verriegelungsposition zu halten. Beim Einschnappen des vorstehenden Bereiches des Verriegelungselements in die Einbuchtung der Aufnahmevorrichtung kann das Vorspannelement das Verriegelungselement in die Einbuchtung drücken. Beim Entriegeln, d.h. bei gewünschter Trennung der Energieversorgungsvorrichtung von der Werkzeugmaschine, wird das Vorspannelement durch die Betätigung eines Betätigungselements entspannt, so dass das Verriegelungselement bzw. sein vorstehender Bereich aus der Einbuchtung hinausgleiten kann. Dieses Herausgleiten erfolgt durch die Drehbewegung des Verriegelungselements, zu der das Verriegelungselement aufgrund der drehbaren Lagerung um seine Drehachse in der Lage ist.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das Verriegelungselement auf einer dem Drehpunkt gegenüberliegenden Seite einen vorstehenden Bereich aufweist, der mit der Einbuchtung bzw. dem Hinterschnitt der Aufnahmevorrichtung der Werkzeugmaschine in Eingriff gelangen kann bzw. von ihr aufgenommen werden kann. Die Aufnahme des vorstehenden Bereichs des Verriegelungselements in den Hinterschnitt erfolgt vorzugsweise in der Verriegelungsposition, wobei die Energieversorgungsvorrichtung durch das Ineingriffgelangen des Verriegelungselements mit dem Hinterschnitt des Aufnahmeraums in der Werkzeugmaschine fixiert bzw. dort verriegelt wird.
Wenn das Betätigungselement von einem Nutzer betätigt wird, um die Energieversorgungsvorrichtung aus der Werkzeugmaschine zu entnehmen, gelangt ein vorstehender Bereich des Betätigungselements in eine Einbuchtung des Verriegelungselements, so dass das Verriegelungselement nach unten bewegt wird. Dadurch liegt der vorstehende Bereich des Verriegelungselements nicht mehr in der Einbuchtung der Aufnahmevorrichtung vor und die Energieversorgungsvorrichtung wird gegenüber der Werkzeugmaschine entriegelt. In diesem entriegelten Zustand kann die Energieversorgungsvorrichtung aus der Werkzeugmaschine entnommen werden.
Die Formulierung «im Wesentlichen parallel» stellt für den Fachmann keinen unklaren Begriff dar, weil der Fachmann weiß, dass die Formulierung neben der exakten, mathematischen Parallelität auch kleinere Abweichungen von der exakten, mathematischen Parallelität umfasst. Solche Abweichungen können beispielsweise in einem Bereich von +/- 5 % oder in einem Bereich von +/- 5° liegen.
Vorteilhafterweise ist die Schnittstelle so ausgebildet, dass sie eine Relativbewegung der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung in einer Einschubrichtung zulässt und eine Relativbewegung zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung in den anderen Raumrichtungen verhindert. Zur Beschreibung der vorliegenden Erfindung kann ein virtuelles Koordinatensystem verwendet werden, bei dem eine Einschubrichtung der Schnittstelle vorzugsweise mit der ersten Drehachse des virtuellen Koordinatensystems zusammenfällt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass sich eine zweite Achse des virtuellen Koordinatensystems zwischen einer Unterseite und einer Oberseite des Hohlraums der Werkzeugmaschine zur Aufnahme der Energieversorgungsvorrichtung erstreckt, während sich eine dritte Achse des virtuellen Koordinatensystems zwischen den Seitenflächen des Aufnahmeschachts für die Energieversorgungsvorrichtung erstreckt. In Bezug auf die Energieversorgungsvorrichtung betrachtet, erstreckt sich die erste Drehachse vorzugsweise zwischen der
Vorderseite der Energieversorgungsvorrichtung und der Rückseite der Energieversorgungsvorrichtung, wobei die Energieversorgungsvorrichtung mit ihrer Vorderseite voran in einen Hohlraum der Werkzeugmaschine eingeführt werden kann. Die zweite Drehachse des virtuellen Koordinatensystems erstreckt in Bezug auf die Energieversorgungsvorrichtung zwischen eine Oberseite und einer Unterseite der Energieversorgungsvorrichtung, während sich die dritte Drehachse des virtuellen Koordinatensystems zwischen den Seitenflächen der Energieversorgungsvorrichtung erstreckt. Die Achsen des virtuellen Koordinatensystems stehen vorzugsweise senkrecht aufeinander. In der Denkweise des virtuellen Koordinatensystems fällt eine Vorderseite des Hohlraums der Werkzeugmaschine in Einschubrichtung mit einem vorderen Bereich der Energieversorgungsvorrichtung zusammen, weil die Vorderseite des Hohlraums quasi das Ziel der Einschubbewegung ist. Die offene Seite des Hohlraums fällt dahingegen vorzugsweise mit der Rückseite des Hohlraums zusammen. Insbesondere kann im Kontext der vorliegenden Erfindung eine Einschubrichtung definiert werden, die derjenigen Richtung entspricht, in der die Energieversorgungsvorrichtung in die Werkzeugmaschine eingeführt wird. Das bedeutet, dass sich die Einschubrichtung ausgehend von der Einschuböffnung in Richtung der Vorderseite des bevorzugt schachtartigen Hohlraums der Werkzeugmaschine erstreckt. Diese Einschubrichtung fällt vorzugsweise zusammen mit einer ersten Achse eines virtuellen Koordinatensystems, das zur Beschreibung der Erfindung verwendet wird (vgl. Figuren).
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ergibt sich dadurch, dass durch die Position des Drehpunkts des Verriegelungselements ein selbstverstärkender Effekt erreicht wird, der die Verriegelungswirkung des Verriegelungselements vorteilhafterweise verstärken kann. Dieser Vorteil kann insbesondere erreicht werden, wenn die Energieversorgungsvorrichtung neben dem Verriegelungselement auch ein Betätigungselement umfasst, wobei das mindestens eine Betätigungselement drehbar um mindestens eine zweite Drehachse gelagert ist, wobei die zweite Drehachse durch einen Drehpunkt des Betätigungselements verläuft. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung mindestens ein Element zur Betätigung («Betätigungselement») durch einen Nutzer aufweist, wobei das mindestens eine Betätigungselement drehbar um mindestens die zweite Drehachse gelagert ist und die zweite Drehachse durch einen Drehpunkt des Betätigungselements verläuft. Die zweite Drehachse, bei der es sich bevorzugt um die Drehachse des Betätigungselements handelt, ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel orientiert zu der ersten Drehachse, bei der es sich bevorzugt um die Drehachse des Verriegelungselements handelt. Vorzugsweise verlaufen die Drehachse der Verriegelungselements und die Drehachse des Betätigungselements auch im Wesentlichen parallel zu der dritten Achse des virtuellen Koordinatensystems, mit dessen Hilfe die Erfindung beschrieben wird. Es
kann sich aber auch um eine andere Raumrichtung handeln, wie zum Beispiel die erste oder die zweite Achse des virtuellen Koordinatensystems. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Drehachsen, um die das mindestens eine Verriegelungselement und das mindestens eine Betätigungselement drehbar gelagert sind, im Wesentlichen parallel verlaufen. Vorteilhafterweise basiert der vorgeschlagene Verriegelungsmechanismus auf einer Drehlagerung des Verriegelungselements und des Betätigungselements, so dass vorteilhafterweise auf eine ergonomisch ungünstige Linearbewegung der Elemente verzichtet werden kann.
Die Erfinder haben erkannt, dass eine zweiteilig ausgebildete Schnittstellenverriegelung mit einem drehbar gelagerten Betätigungselement und einem drehbar gelagerten Verriegelungselement, sowie geeignet platzierten Drehpunkten die Bereitstellung eines besonders robusten, baustellentauglichen Verriegelungsmechanismus ermöglicht. Dieser Vorteil wird insbesondere durch das selbstverstärkende Zusammenwirken des Betätigungselements und des Verriegelungselements bewirkt. Die Verbesserungen in Bezug auf Robustheit und Lebensdauer ist besonders vorteilhaft, weil sich abzeichnet, dass sich die Lebensdauern von wiederaufladbaren Batterien und Akkumulatoren („Akkus“) verlängern könnte. Es wird daher von der Fachwelt begrüßt werden, wenn mit der vorliegenden Erfindung ein Verriegelungsmechanismus für eine Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere für eine Werkzeugmaschine, bereitgestellt werden kann, die der längeren Lebenszeit der zukünftigen Energieversorgungsvorrichtung gerecht wird.
Insbesondere kann mit der Erfindung die Energieversorgungsvorrichtung in einem Arbeitsmodus funktionssicher, besonders spielfrei und robust mit der Werkzeugmaschine verbunden werden. Der vorgeschlagene Verriegelungsmechanismus ist vorzugsweise so gestaltet, dass er zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition bewegbar bzw. verstellbar ist. Das Betätigungselement und das Verriegelungselement können eine Verriegelungsposition oder eine Entriegelungsposition einnehmen, wobei bei der Verriegelungsposition ein Hinterschnitt bzw. eine Hinterschneidung einen letzten verbliebenen Bewegungs-Freiheitsgrad der Energieversorgungsvorrichtung sperrt. In der Entriegelungsposition ist kein Hinterschnitt und keine Hinterschneidung wirksam, so dass die Energieversorgungsvorrichtung von der Werkzeugmaschine getrennt werden kann.
Vorteilhafterweise kann die Energieversorgungsvorrichtung ohne zusätzliche Betätigung in einen Hohlraum der Werkzeugmaschine eingeschoben werden kann, wobei das Verriegelungselement vorzugsweise dazu eingerichtet ist, federvorgespannt in den Hinterschnitt oder in die Hinterschneidung einzuschnappen. Die Vorspannung kann vorzugsweise von einem Vorspann-
element erzeugt werden, das zwischen der Energieversorgungsvorrichtung und der Schnittstelle angeordnet sein kann. Beim Entnehmen kann zunächst eine Entriegelungsoperation von einem Nutzer durchgeführt werden, wobei das Verriegelungselement durch die Entriegelungsoperation entgegen der Vorspannung des Vorspannelements aus dem Hinterschnitt bzw. aus der Hinter- schneidung befördert wird. Die Energieversorgungsvorrichtung kann dann mit Hilfe der Linearführung aus dem Hohlraum der Werkzeugmaschine herausgezogen und entnommen werden. Vorzugsweise kann die Energieversorgungsvorrichtung mindestens ein Vorspannelement aufweisen, wobei das Vorspannelement dazu eingerichtet ist, eine Vorspannung zu erzeugen, mit der das Verriegelungslement beim Verriegeln der Energieversorgungsvorrichtung in eine Einbuchtung oder einen Hinterschnitt eingerastet werden kann. Hierzu kann das mindestens eine Vorspannelement beispielsweise direkt auf das Verriegelungselement einwirken. Alternativ kann das Vorspannelement indirekt über das Betätigungselement auf das Verriegelungselement einwirken. In dieser Ausgestaltung der Erfindung kann über das Betätigungselement auf das Verriegelungselement eingewirkt werden, wobei das Betätigungselement dazu eingerichtet sein kann, das Verriegelungselement in die Verriegelungsposition bzw. in den Hinterschnitt der Werkzeugmaschine zu drücken. Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass mehrere Vorspannelemente vorgesehen sind, wobei das mindestens eine Vorspannelement das Verriegelungselement und/oder das Betätigungselement unabhängig voneinander in die Verriegelungsposition drücken kann.
Tests haben gezeigt, dass die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung überraschend große Kräfte aufnehmen kann, ohne dass es zu Beschädigungen an dem Verriegelungsmechanismus kommt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Energieversorgungsvorrichtung bei Werkzeugmaschine, bei deren Betrieb starke Vibrationen auftreten, eingesetzt wird. Darüber hinaus können große Kräfte bei Stürzen oder beim Herunterfallen der Energieversorgungsvorrichtung auftreten. Außerdem hat sich gezeigt, dass das Betätigungselement besonders gut zugänglich ist und von einem Nutzer in ergonomisch günstiger Weise mit seinem Daumen heruntergedrückt werden kann. Ferner können die Bedienkräfte des vorgeschlagenen Verriegelungsmechanismus überraschend gering gehalten werden.
Vorzugsweise kann die Energieversorgungsvorrichtung ein Vorspannelement aufweisen, wobei das Vorspannelement dazu eingerichtet ist, eine Vorspannung zu erzeugen, mit der das Verriegelungslement beim Verriegeln der Energieversorgungsvorrichtung in eine Einbuchtung oder einen Hinterschnitt der Aufnahmevorrichtung der Werkzeugmaschine eingerastet werden kann.
Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass das mindestens eine Verriegelungselement und das mindestens eine Betätigungselement einen zumindest zweiteilig ausgebildeten Verriegelungsmechanismus bilden. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung einen Verriegelungsmechanismus aufweist, der mindestens ein Verriegelungselement und mindestens ein Betätigungselement aufweist, wobei das Verriegelungselement und das Betätigungselement separate Elemente innerhalb des Verriegelungsmechanismus sind. Durch die zweiteilige Ausgestaltung des Verriegelungsmechanismus kann eine besonders robuste Verriegelung bzw. Befestigung der Energieversorgungsvorrichtung in der Werkzeugmaschine ermöglicht werden, wobei sich bei Tests gezeigt hat, dass der zweiteilig ausgebildete Verriegelungsmechanismus besonders große Kräfte aufnehmen kann.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Werkzeugmaschine, die mit mindestens einer vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung verbunden werden kann, damit die Energieversorgungsvorrichtung die Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie versorgt und die Arbeit mit der Werkzeugmaschine ermöglicht. Die für die Energieversorgungsvorrichtung eingeführten Begriffe, Definitionen und technischen Vorteile gelten vorzugsweise die Werkzeugmaschine analog. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Werkzeugmaschine mit einer Energieversorgungsvorrichtung verbindbar ist. Mit anderen Worten kann die Werkzeugmaschine zum Zwecke der Energieversorgung mit einer Energieversorgungsvorrichtung verbunden werden, wobei die Energieversorgungsvorrichtung einen vorgeschlagenen Verriegelungsmechanismus mit einem drehbar gelagerten Verriegelungselement aufweist. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Werkzeugmaschine einen Hinterschnitt aufweist, wobei der Hinterschnitt vorzugsweise einen Aufnahmeraum für das Verriegelungselement der Energieversorgungsvorrichtung bildet. Der Hinterschnitt der Werkzeugmaschine kann insbesondere dazu eingerichtet sein, das Verriegelungslement in einer Verriegelungsposition des Verriegelungsmechanismus aufzunehmen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Hinterschnitt im Bereich einer Aufnahmevorrichtung der Werkzeugmaschine angeordnet ist. Vorzugsweise kann der «Ort der Verriegelung» von einer vorderen Fläche des Hinterschnitts der Werkzeugmaschine definiert werden, wie in den Figuren zu sehen ist. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine Stirnfläche des Verriegelungselements mit dieser vorderen Fläche des Hinterschnitts in Kontakt gelangt, wenn das Verriegelungselement in der Verriegelungsposition in den Hinterschnitt der Werkzeugmaschine gedrückt wird. Im Bereich dieses Kontakts zwischen der Stirnfläche des Verriegelungselements und der vorderen Fläche des Hinterschnitts liegt vorzugsweise der «Ort der Verriegelung». Die Stirnseite des Verriegelungselements kann im Sinne der Erfindung vorzugsweise auch als «hintere Spitze des Verriegelungselements» bezeichnet werden. Es ist im
Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Drehpunkt des Verriegelungselements in Einschubrichtung diesem Ort der Verriegelung vorauseilt, während der Drehpunkt des Betätigungselements in Einschubrichtung diesem Ort der Verriegelung nacheilt. Mit anderen Worten kann der Drehpunkt des Verriegelungselements in Einschubrichtung vor diesem Ort der Verriegelung angeordnet vorliegen, während der Drehpunkt des Betätigungselements in Einschubrichtung hinter diesem Ort der Verriegelung angeordnet vorliegt.
Mit der Erfindung wird insbesondere ein System aus einer Werkzeugmaschine und einer Energieversorgungsvorrichtung offenbart, wobei die Energieversorgungsvorrichtung einen Verriegelungsmechanismus mit einem drehbar gelagerte Verriegelungsemelement aufweist. Mit der Erfindung kann vorteilhafterweise eine Verriegelungslösung für ein solches System aus Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt werden, die sowohl einen ergonomisch günstigen Betätigungsmechanismus aufweist, als auch einen funktional besonders sicheren und robusten Verriegelungsmechanismus. Dieser besonders sichere und robuste Verriegelungsmechanismus wird insbesondere durch das drehbar gelagerte Verriegelungsemelement gewährleistet, dessen Drehpunkt in Einschubrichtung einem Ort der Verriegelung vorauseilen kann. Insbesondere wird der besonders sichere und robuste Verriegelungsmechanismus durch eine aufeinander abgestimmte Ausgestaltung des Verriegelungselements und eines Betätigungselements erreicht, sowie durch das synergistische Zusammenwirken dieser Elemente des vorgeschlagenen Verriegelungsmechanismus. Das Verriegelungselement und/oder das Betätigungselement können durch Vorspannelemente vorgespannt bzw. in ihre gewünschten Positionen gedrückt werden. Insbesondere kann das mindestens eine Vorspannelemente vorteilhafterweise eine Überführung des Verriegelungselements und/oder des Betätigungselements von einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition unterstützen.
Die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung kann beispielsweise auf den neuen und verbesserten Batterietechnologien beruhen und eine Lebensdauer von mindestens 600 Ladezyklen aufweisen. Dies entspricht bevorzugt einem Kapazitätsdurchsatz von mindestens 100 Ah/cm3 (Kapazität/Zellvolumen) bei gleichzeitigem Kapazitätsverlust nach 600 Lade-/Entlade- zyklen von weniger als 30%. Wenn eine solche Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung einer Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie verwendet wird, können mit der vorgeschlagenen Schnittstelle mehr als die bisher üblichen 2.500 Steck- oder Verbindungszyklen zwischen Energieversorgungsvorrichtung und Werkzeugmaschine durchgeführt werden, ohne dass es zu nennenswertem Verschleiß an der Schnittstelle kommt. Somit wird die Erfindung den zukünftigen Anforderungen an Schnittstellen, die sich aus den neuen und verbesserten Batterietechnologien ergeben, besonders gut gerecht und es können vorteilhafterweise besonders robuste,
leistungsfähige und verschleißfeste Schnittstellen zur Verbindung einer Energieversorgungsvorrichtung mit einer Werkzeugmaschine bereitgestellt werden.
Mithin ist die Erfindung in der Lage, sowohl eine hohe Verschleißfestigkeit, als auch eine hohe Sicherheit gegen Lösen durch Beschleunigungskräfte zu gewährleisten, ohne die Betätigungskraft bei manuellem Lösen der Schnittstelle zu erhöhen. Solche Energieversorgungsvorrichtungen können vorzugsweise einen Kapazitätsdurchsatz von mindestens 100 Ah/cm3 (Kapazi- tät/Zellvolumen) bei gleichzeitigem Kapazitätsverlust nach 600 Lade-ZEntladezyklen von weniger als 30% aufweisen.
Die Verbesserungen in Bezug auf Robustheit und Lebensdauer sind besonders vorteilhaft, weil sich abzeichnet, dass sich die Lebensdauern von wiederaufladbaren Batterien und Akkumulatoren („Akkus“) aufgrund der verbesserten Batterietechnologien verlängern könnte. Es wird daher von der Fachwelt begrüßt werden, wenn mit der vorliegenden Erfindung Schnittstellenlösung für eine Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere zur Verbindung mit einer Werkzeugmaschine, bereitgestellt werden kann, die der längeren Lebenszeit der zukünftigen Energieversorgungsvorrichtung gerecht wird.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung mindestens einer Energiespeicherzelle umfasst, die im Sinne der Erfindung als «Zelle» bezeichnet wird. 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 e Milliohm sein. Dabei wird der Innenwiderstand DCR_I vorzugsweise nach der Norm IEC61960 gemessen. Der Innenwiderstand DCRJ stellt insbesondere den Widerstand einer Zelle der Energieversorgungsvorrichtung dar, wobei etwaige Komponenten oder Zubehörteile der Zelle keinen Beitrag zum Innenwiderstand DCRJ leisten. Ein geringer Innenwiderstand DCRJ ist von Vorteil, da dadurch unerwünschte Wärme, die abgeführt werden muss, überhaupt nicht entsteht. Der Innenwiderstand DCRJ ist insbesondere ein Gleichstrom-Widerstand, der im Inneren einer Zelle der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung gemessen werden kann. Selbstverständlich kann der Innenwiderstand DCRJ 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 DCRJ 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 gehal-
ten werden kann. Insbesondere ist eine Energieversorgungsvorrichtung mit einem Zell-Innen- widerstand 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 Ampere/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 / (Amperestunden • Ampere). 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 Ampere (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 Magnesi- um-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 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 4>8*VA(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 4>8*VA(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 Kon- stant-Strom-Abgabe von größer als 20 Ampere, bevorzugt größer als 30 Ampere, am meisten bevorzugt größer 40 Ampere 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 ge-
langt. 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 Ampere.
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 Kon- stant-Strom-Abgabe auch Werte zwischen 20 und 30 A als offenbart gelten, also zum Beispiel 21 ; 22,3; 24, 25,55 oder 27,06 Ampere usw. Darüber hinaus sollen auch Werte zwischen 30 und 40 A als offenbart gelten, also zum Beispiel 32; 33,3; 36, 38,55 oder 39,07 Ampere usw.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung eine Entlade- C-Rate von größer als 80 • tA(-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 • tA(-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 40 Ampere, bevorzugt größer als 60 Ampere oder noch mehr bevorzugt größer als 80 Ampere 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.
Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine Energieversorgungsvorrichtung mit den genannten Eigenschaften eine leistungsstarke Energieversorgungsvorrichtung darstellt, wie sie im Kontext der vorliegenden Erfindung beispielsweise als Energieversorgungsvorrichtung des ersten Typs bezeichnet wird. Solche Energieversorgungsvorrichtungen sind vorzugsweise dazu eingerichtet, besonders leistungsstarke Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie zu versorgen. Vorzugsweise stellen die Energieversorgungsvorrichtungen mit den genannten Merkmalen
Energieversorgungsvorrichtungen dar, die als Repräsentanten der zukünftigen Zelltechnologien betrachtet werden können.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. Die Figur, 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 der Figur sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Es zeigen:
Fig. 1 Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Verriegelungsmechanismus
Fig. 2 schematische Ansicht einer Rückseite einer bevorzugten Ausgestaltung einer Werkzeugmaschine und einer Energieversorgungsvorrichtung
Fig. 3 Detailansicht des Verriegelungselements und des Betätigungselements (Verriegelungsposition)
Fig. 4 Detailansicht des Verriegelungselements und des Betätigungselements (Entriegelungsposition)
Fig. 5 Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung einer Werkzeugmaschine
Fig. 6 schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung einer Werkzeugmaschine und einer Energieversorgungsvorrichtung
Fig. 7 Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Verriegelungsmechanismus in zweiteiliger Form
Fig. 8 Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Verriegelungsmechanismus in einteiliger Form mit einer ersten Drehachse
Fig. 9 Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Verriegelungsmechanismus in einteiliger Form mit einer zweiten Drehachse
Fig. 10 Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Verriegelungsmechanismus in zweiteiliger Form mit Längen L1 , L2, L3
Ausführunqsbeispiele und Fiqurenbeschreibunq:
Figur 1 zeigt eine Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Verriegelungsmechanismus einer Energieversorgungsvorrichtung 1. Dargestellt ist insbesondere ein Verriegelungselement 3, ein Betätigungselement 8 und ein Vorspannelement 13. Das Verriegelungselement 3 weist einen Drehpunkt 5 auf, wobei das Verriegelungselement 3 um den Drehpunkt 5 drehbar gelagert ist. Durch den Drehpunkt 5 des Verriegelungselements 3 verläuft eine Rotationsachse 4, die das Zentrum der Drehbarkeit des Verriegelungselements 3 bildet. Das Betätigungselement 8 weist einen Drehpunkt 10 auf, wobei das Betätigungselement 8 um den Drehpunkt 10 drehbar gelagert ist. Durch den Drehpunkt 10 des Betätigungselements 8 verläuft eine Rotationsachse 9, die das Zentrum der Drehbarkeit des Betätigungselements 8 bildet. Der Ort 7, an dem das Verriegelungselement 3 und ein Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 (siehe Figuren 2 und 5) ineinandergreifen, um eine Verriegelung zu bilden, wird im Sinne der Erfindung als „Ort der Verriegelung 7“ bezeichnet.
Die Energieversorgungsvorrichtung 1 ist dazu eingerichtet, eine Werkzeugmaschine 2 mit elektrischer Energie zu versorgen. Zu diesem Zweck kann die Energieversorgungsvorrichtung 1 in einen Hohlraum der Werkzeugmaschine 2 eingeführt werden. Das Einführen der Energieversorgungsvorrichtung 1 in die Werkzeugmaschine 2 erfolgt entlang einer Einschubrichtung 6, die vorzugsweise mit einer ersten Achse I eines virtuellen Koordinatensystems, das zur Beschreibung der Erfindung verwendet wird, zusammenfällt. Das virtuelle Koordinatensystem umfasst darüber hinaus eine zweite Achse II und eine dritte Achse III. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung verlaufen die Rotationsachse 4 des Verriegelungselements 3 und die Rotationsachse 9 des Betätigungselements 8 im Wesentlichen parallel zu der dritten Achse III des virtuellen Koordinatensystems.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, eilt der Drehpunkt 5 der Drehachse 4 des Verriegelungselements 3 in Einschubrichtung 6 dem Ort 7 der Verriegelung voraus. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass ein Abstand A definiert werden kann zwischen dem Ort 7 der Verriegelung und dem Drehpunkt 5 der Drehachse 4 des Verriegelungselements 3. Dieser Abstand A ist in Fig. 1 durch einen Pfeil mit zwei Pfeilspitzen gekennzeichnet.
Zur Verbindung der Energieversorgungsvorrichtung 1 mit der Werkzeugmaschine 2 weist die Energieversorgungsvorrichtung 1 eine Schnittstelle 14 auf, die vorzugsweise eine mechanische Schnittstelle darstellt. Die Schnittstelle 14 liegt auf einer Oberseite der Energieversorgungsvorrichtung 1 vor. In einem vorderen Bereich 18 der Energieversorgungsvorrichtung 1 weist die Energieversorgungsvorrichtung 1 eine Daten- und/oder Leistungsschnittstelle 16 auf, die dafür
genutzt werden kann, im verbundenen Zustand Daten zwischen der Energieversorgungsvorrichtung 1 und der Werkzeugmaschine 2 auszutauschen oder um elektrische Energie von der Energieversorgungsvorrichtung 1 in Richtung der Werkzeugmaschine 2 zu übertragen. In einem hinteren Bereich 17 weist die Energieversorgungsvorrichtung 1 den Verriegelungsmechanismus mit Verriegelungselement 3 und Betätigungselement 8 auf. Die Schnittstelle weist eine Linearführung 20 mit Führungsnut auf, sowie einen vorstehenden Bereich. Die Werkzeugmaschine 2 weist eine Aufnahmevorrichtung 15 auf, die die Schnittstelle 14 der Energieversorgungsvorrichtung 1 im verbundenen Zustand aufnehmen kann.
Figur 2 zeigt schematisch eine Rückansicht der Werkzeugmaschine 2 und einer Energieversorgungsvorrichtung 1 , wobei die Energieversorgungsvorrichtung 1 dazu vorbereitet ist, in einen Hohlraum der Werkzeugmaschine 2 eingeführt zu werden. Die dem Betrachter zugewandte Seite der Energieversorgungsvorrichtung 1 ist die Rückseite der Energieversorgungsvorrichtung 1. Die Energieversorgungsvorrichtung 1 wird vorzugsweise in Einschubrichtung 6 bzw. in Richtung der ersten Achse I des virtuellen Koordinatensystems in die Werkzeugmaschine 2 eingeschoben, wobei eine Führung in seitlicher Richtung und nach oben oder unten durch die Linearführung 20 ermöglicht wird. Die Energieversorgungsvorrichtung 1 weist eine Schnittstelle 14 auf, die mit einer Aufnahmevorrichtung 15 der Werkzeugmaschine 2 Zusammenwirken kann (Aufnahmevorrichtung 15: siehe zum Beispiel Figuren 3 und 4). Darüber hinaus wird in Fig. 2 der Verriegelungsmechanismus dargestellt, der ein Verriegelungselement 3 und optional ein Betätigungselement 8 aufweist.
Figur 3 zeigt eine Detailansicht des Verriegelungselements 3 und des Betätigungselements 8. Insbesondere wird in Fig. 3 ein Verriegelungsposition des Verriegelungsmechanismus gezeigt, bei dem das Verriegelungselement 3 bzw. ein vorstehender Bereich des Verriegelungselements 3 in einer Einbuchtung 26 der Aufnahmevorrichtung 15 der Werkzeugmaschine 2 aufgenommen vorliegt. Dadurch kann die Energieversorgungsvorrichtung 1 in der Werkzeugmaschine 2 verriegelt werden. Insbesondere drückt ein Vorspannelement 13 das Verriegelungselement 3 in die Einbuchtung 26 der Aufnahmevorrichtung 15 hinein, so dass das Verriegelungselement 3 sicher und stabil in der Einbuchtung 26 gehalten wird. Die Einbuchtung 26 der Aufnahmevorrichtung 15 wird im Sinne der Erfindung vorzugsweise als „Hinterschnitt“ bezeichnet. Durch den Eingriff von Verriegelungselement 3 und Hinterschnitt 26 kann ein „Ort 7 der Verriegelung“ festgelegt werden, gegenüber dem ein Drehpunkt 5 des Verriegelungselements 3 vorauseilen und ein Drehpunkt 10 des Betätigungselements 8 hinterhereilen kann. Zwischen dem Ort 7 der Verriegelung und dem Drehpunkt 5 des Verriegelungselements 3 kann ein Abstand A definiert werden, um
den der Drehpunkt 5 des Verriegelungselements 3 dem Ort 7 der Verriegelung in Einschubrichtung 6 vorauseilt.
Das Verriegelungselement 3 weist eine Ausbuchtung 11 auf, die im Entriegelungsfall (Fig. 4) mit einem vorstehenden Bereich 12 des Betätigungselements 8 Zusammenwirken bzw. in Eingriff miteinander gelangen kann. Die Elemente 3, 8 greifen im Bereich der Ausbuchtung 11 und des vorstehenden Bereiches 12 des Betätigungselements 8 ineinander, so dass im Entriegelungsfall das Verriegelungselement 3 nach unten gedrückt wird, so dass es den Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 verläßt und die Energieversorgungsvorrichtung 1 aus der Werkzeugmaschine 2 entnommen werden kann. Im Verriegelungsfall (Fig. 3) liegt der vorstehende Bereich 12 des Betätigungselements 8 nicht oder höchstens teilweise in der Ausbuchtung 11 des Verriegelungselements 3 vor, wobei ein Vorspannelement 13, 23 vorgesehen sein kann, um das Verriegelungselement 3 in den Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 zu drücken bzw. um das Verriegelungselement 3 in dem Hinterschnitt 26 und damit in der Verriegelungsposition zu halten. Figur 4 zeigt eine Detailansicht des Verriegelungselements 3 und des Betätigungselements 8, wobei die Elemente 3, 8 insbesondere in einer Entriegelungsposition des Verriegelungsmechanismus vorliegen.
Fig. 5 zeigt eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung einer Werkzeugmaschine 2. Die Werkzeugmaschine 2 kann in üblicherweise ein Werkzeug, Bedienelemente und/oder Griffe umfassen. Die Werkzeugmaschine 2 kann insbesondere auch einen Motor (nicht dargestellt) aufweisen. Die Werkzeugmaschine 2 kann mit einer Energieversorgungsvorrichtung 1 verbunden werden («verbundenen Zustand»), um zu ermöglichen, dass die Energieversorgungsvorrichtung 1 die Werkzeugmaschine 2 mit elektrischer Energie versorgt. Die Energieversorgungsvorrichtung 1 kann eine Schnittstelle 14 aufweisen, die mit einer Aufnahmevorrichtung 15 der Werkzeugmaschine 2 Zusammenwirken kann. Die Energieversorgungsvorrichtung 1 weist im Bereich der Schnittstelle 14 eine Daten- und/oder Leistungsschnittstelle 16 auf. Die Daten- und/oder Leistungsschnittstelle 16 kann in einem vorderen Bereich 18 der Energieversorgungsvorrichtung 1 angeordnet vorliegen, während der Verriegelungsmechanismus in einem hinteren Bereich 17 der Energieversorgungsvorrichtung 1 angeordnet vorliegt.
Die Aufnahmevorrichtung 15 der Werkzeugmaschine 2 kann einen Hinterschnitt 26 aufweisen, wobei das Verriegelungselement 3 der Energieversorgungsvorrichtung 1 in einer Verriegelungsposition von dem Hinterschnitt 26 der Aufnahmevorrichtung 15 der Werkzeugmaschine 2 aufgenommen werden kann. Das Verriegelungselement 3 der Energieversorgungsvorrichtung 1 kann sich um seinen Drehpunkt 5 drehen und so zwischen einer Verriegelungsposition und einer Ent-
riegelungsposition überführt werden. Der Verriegelungsmechanismus kann ein Vorspannelement 13, 23 umfassen, wobei das Vorspannelement 13, 23 dazu eingerichtet sein kann, das Verriegelungselement 3 der Energieversorgungsvorrichtung 1 in den Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 zu drücken. Durch Betätigung eines Betätigungselements 8 des Verriegelungsmechanismus (vgl. Fig. 3 und 4) kann die Vorspannung des Vorspannelement 13 gelöst und das Verriegelungselement 3 aus dem Hinterschnitt 26 herausbewegt werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass sich eine Spitze des Verriegelungselements 3 aus dem Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 in eine Raumrichtung U nach unten herausbewegt. Die Spitze des Verriegelungselements 3 ist vorzugsweise derjenige Bereich des Verriegelungselements 3, welcher dem Drehpunkt 5 des Verriegelungselements 3 gegenüberliegt. Mit anderen Worten weist das Verriegelungselement 3 der Energieversorgungsvorrichtung 1 eine Spitze und einen Drehpunkt 5 auf, wobei die Spitze und der Drehpunkt 5 auf entgegensetzten Seiten des Verriegelungselements 3 angeordnet vorliegen, wobei durch die Spitze 12 des Betätigungselements 8 und den Drehpunkt des Betätigungselements 8 ein Abstand L3 festgelegt werden kann (vgl. Figur 10). Wie unter anderem aus Fig. 5 hervorgeht, kann der Drehpunkt 5 des Verriegelungselements 3 dem Verriegelungsort 7 in Einschubrichtung 6 vorauseilen.
Figur 6 zeigt eine schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung einer Werkzeugmaschine 2 und einer Energieversorgungsvorrichtung 1. In der oberen Bildhälfte (Teilfigur a) sind die Werkzeugmaschine 2 und die Energieversorgungsvorrichtung 1 in einem getrennten Zustand zu sehen, d.h. die Energieversorgungsvorrichtung 1 liegt außerhalb der Werkzeugmaschine 2 vor. Zu sehen sind in der oberen Bildhälfte das Verriegelungselement 3 mit seinem Drehpunkt 5, sowie das Betätigungselement 8 mit seinem Drehpunkt 10. Das Verriegelungselement 3 kann um die erste Dreh- oder Raumachse 4 rotiert werden, während das Betätigungselement 8 um die zweite Dreh- oder Raumachse 9 gedreht werden kann. Angedeutet ist in Fig. 6 auch die Linearführung 20, die das Einführen der Energieversorgungsvorrichtung 1 in die Werkzeugmaschine 2 erleichtern kann.
In der unteren Bildhälfte (Teilfigur 6b) sind die Werkzeugmaschine 2 und die Energieversorgungsvorrichtung 1 in einem verbundenen oder Arbeits-Zustand abgebildet, d.h. die Energieversorgungsvorrichtung 1 liegt zumindest teilweise in der Werkzeugmaschine 2 aufgenommen vor. Zu sehen ist lediglich ein hinterer Bereich 17 der Energieversorgungsvorrichtung 1 , der aus der Werkzeugmaschine 2 herausragt, wobei dieser hinterer Bereich 17 der Energieversorgungsvorrichtung 1 den Verriegelungsmechanismus, insbesondere das Betätigungselement 8 und seinen Drehpunkt 10 umfasst. Der vordere Bereich 18 der Energieversorgungsvorrichtung 1 liegt in Teilfigur 6b) zumindest teilweise in der Werkzeugmaschine 2 aufgenommen vor.
Figur 7 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Verriegelungsmechanismus in zweiteiliger Form. Das in Figur 7 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist ein Verriegelungselement 3 und ein Betätigungselement 8 auf, wobei in der oberen Bildhälfte (Teilfigur 7a) die Verriegelungsposition und in der unteren Bildhälfte (Teilfigur 7b) die Entriegelungsposition des vorzugsweise zweiteilig ausgebildeten Verriegelungsmechanismus dargestellt ist. Bei dem in Figur 7 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt in der Verriegelungsposition (obere Bildhälfte) der hintere Bereich 19 des Verriegelungselements 3 in dem Hinterschnitt 26 der Aufnahmevorrichtung 15 der Werkzeugmaschine 2 aufgenommen vor, so dass eine Verriegelung der Energieversorgungsvorrichtung 1 in der Werkzeugmaschine 2 bewirkt wird. Vorzugsweise wird die Verriegelung der Energieversorgungsvorrichtung 1 in der Werkzeugmaschine 2 durch das vorteilhafte Zusammenwirken der Elemente 3, 8 bewirkt, wobei die Verriegelung durch die Vorspannelemente 13, 23 weiter verbessert werden kann. Die Vorspannelemente 13, 23 drücken das Verriegelungselement 3 nach oben, so dass das Verriegelungselement 3 von dem Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 aufgenommen wird.
Die Entriegelung wird vorzugsweise von einem Nutzer der Werkzeugmaschine 2 durch eine Betätigung des Betätigungsschalters 8 bewirkt. Dabei kann der vordere Bereich 12 der Betätigungselements 8 von einer Einbuchtung 11 des Verriegelungselements 3 aufgenommen werden, so dass das Verriegelungselement 3 durch die Betätigung des Betätigungselements 8 nach unten und damit aus dem Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 herausbewegt wird. Durch diese Abwärtsbewegung des Verriegelungselements 3 kann der Verriegelungsmechanismus von der Verriegelungsposition (obere Bildhälfte) in die Entriegelungsposition (untere Bildhälfte) überführt werden.
Der in Fig. 7 dargestellte Verriegelungsmechanismus weist ferner zwei Vorspannelemente 13, 23 auf, wobei ein erstes Vorspannelement 13 im Bereich des Betätigungselements 8 angeordnet vorliegt und ein zweites Vorspannelement 23 im Bereich des Verriegelungselements 3. In der Verriegelungsposition (obere Bildhälfte) werden die Elemente 3, 8 von den Vorspannelementen 13, 23 in eine Raumrichtung „nach oben“ gedrückt. Insbesondere wird das Verriegelungselement 3 in einen Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 gedrückt, während das Betätigungselement 8 diese Spannung des Verriegelungselements 3 unterstützt, indem es selbst auch von dem ersten Vorspannelement 13 nach oben gedrückt wird. Die Elemente 3, 8 sind darüber miteinander gekoppelt, dass ein vorstehender Bereich 12 des Betätigungselements 8 von einer Einbuchtung 11 des Verriegelungselements 3 aufgenommen werden kann, so dass eine Bewegung des Betätigungselements 8 auch eine Bewegung in bevorzugt gleicher Richtung des Verriegelungselements 3 bewirkt. Das Verriegelungselement 3 ist um den Drehpunkt 5 bzw.
die erste Drehachse 4 drehbar gelagert, während das Betätigungselement 8 um den Drehpunkt 10 bzw. die zweite Drehachse 9 drehbar gelagert sein kann.
Durch eine Betätigung des Betätigungselements 8, beispielsweise durch einen Nutzer der Werkzeugmaschine 2, wird der vordere Teil 12 des Betätigungselements 8 nach unten gedrückt, wobei das Verriegelungselement 3 durch die Kopplung zwischen den Elementen 3, 8 dieser Abwärtsbewegung folgt. Dadurch gelangt der hintere Bereich 19 des Verriegelungselements 3 außer Eingriff des Hinterschnitts 26 der Werkzeugmaschine 2 und die Verriegelung zwischen Energieversorgungsvorrichtung 1 und Werkzeugmaschine 2 kann gelöst werden (untere Bildhälfte). Durch diese Entriegelung kann die Energieversorgungsvorrichtung 1 entgegen der Einschubrichtung 6 auf der Werkzeugmaschine 2 entnommen werden. Bei der Abwärtsbewegung des Betätigungselements 8 und/oder des Verriegelungselements 3 wird gegen die Spannung der Vorspannelemente 13, 23 gearbeitet, so dass ein unerwünschtes Lösen der Verriegelung zwischen Energieversorgungsvorrichtung 1 und Werkzeugmaschine 2 wirksam vermieden wird.
Der Ort 7 der Verriegelung kann vorzugsweise durch eine Kontaktfläche des Hinterschnitts 26 festgelegt werden, wobei diese Kontaktfläche im Verriegelungsfall (obere Bildhälfte) in Kontakt mit einer Stirnfläche des Verriegelungselements 3 vorliegen kann.
Figur 8 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Verriegelungsmechanismus in einteiliger Form mit einer ersten Drehachse 4. Der Verriegelungsmechanismus weist ein Element auf, das unterschiedlichen Funktionsbereiche 3, 8 aufweist. Insbesondere weist das Element des Verriegelungsmechanismus einen Verriegelungsbereich 3 und einen Betätigungsbereich 8 auf, wobei das in Fig. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung eine erste Drehachse 4 bzw. einen ersten Drehpunkt 5 im Bereich des Verriegelungsbereichs 3 aufweist. Um diese erste Drehachse 4 bzw. um diesen ersten Drehpunkt 5 kann das Element gedreht werden. Insbesondere kann der Betätigungsbereich 8 des Elements durch eine Betätigung eines Nutzers der Werkzeugmaschine 2 nach unten gedrückt werden, wodurch der Verriegelungsmechanismus in eine Entriegelungsposition (untere Bildhälfte) überführt werden kann. Die Entriegelungsposition ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass ein vorstehender Bereich des Verriegelungsbereich 3 nicht in Eingriff mit einem Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 vorliegt, sondern gerade außerhalb dieses Hinterschnitts 26. In dieser Entriegelungsposition kann die Energieversorgungsvorrichtung 1 aus der Werkzeugmaschine 2 entnommen werden. In Fig. 8 ist ein zweites Vorspannelement 23 dargestellt, das dazu eingerichtet ist, das Element des Verriegelungsmechanismus in eine Raumrichtung „nach oben“ zu drücken, so dass der Verriegelungsbereich 3 in einer Verriegelungsposition (obere Bildhälfte) wieder in Eingriff mit dem
Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 gelangt, so dass eine Verriegelung der Energieversorgungsvorrichtung 1 in der Werkzeugmaschine 2 bewirkt wird. Die Betätigung des Betätigungsbereichs 8 des Nutzers erfolgt vorzugsweise entgegen der Vorspannkraft des Vorspannelements 23.
Figur 9 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verriegelungsmechanismus in einteiliger Form mit einer zweiten Drehachse 9 bzw. einem zweiten Drehpunkt 10. Der zweite Drehpunkt 10 und die zweite Drehachse 9 können vorzugsweise dem Betätigungsbereichs 8 des Elements der Verriegelungsmechanismus zugeordnet werden. Auch der in Fig. 9 dargestellte Verriegelungsmechanismus weist einen Verriegelungsbereich 3 und einen Betätigungsbereich 8 auf, wobei der in Fig. 9 dargestellte Verriegelungsmechanismus eine zweite Drehachse 9 bzw. einen zweiten Drehpunkt 10 im Bereich des Betätigungsbereich 8 aufweist. Um diese zweite Drehachse 9 bzw. um diesen zweiten Drehpunkt 10 kann das Element gedreht werden. Bei dem in Figur 9 dargestellten einteiligen Verriegelungsmechanismus wird der Verriegelungsbereich 3 des Elements durch eine Betätigung des Nutzers nach unten gedrückt, so dass der Verriegelungsmechanismus von einer Verriegelungsposition (obere Bildhälfte) in eine Entriegelungsposition (untere Bildhälfte) überführt werden kann. Die Entriegelungsposition ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass der Verriegelungsbereich 3 nicht in Eingriff mit einem Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 vorliegt, sondern gerade außerhalb dieses Hinterschnitts 26. In der Entriegelungsposition kann die Energieversorgungsvorrichtung 1 aus der Werkzeugmaschine 2 entnommen werden. In Fig. 9 ist ein erstes Vorspannelement 13 dargestellt, das dazu eingerichtet ist, das Element des Verriegelungsmechanismus in eine Raumrichtung „nach oben“ zu drücken, so dass der Verriegelungsbereich 3 in einer Verriegelungsposition (obere Bildhälfte) wieder in Eingriff mit dem Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 gelangen kann, so dass eine Verriegelung der Energieversorgungsvorrichtung 1 in der Werkzeugmaschine 2 bewirkt wird.
Figur 10 zeigt eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Verriegelungsmechanismus in zweiteiliger Form mit den Längen L1 , L2 und L3. Dargestellt ist in Fig. 10 insbesondere der Verriegelungsmechanismus in einer Verriegelungsposition, in der ein hinterer Bereich 19 des Verriegelungselements 3 in dem Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 aufgenommen vorliegt, wodurch eine Verriegelung von Energieversorgungsvorrichtung 1 und Werkzeugmaschine 2 bewirkt wird. Der hintere Bereich 19 des Verriegelungselements 3 kann beispielsweise eine Stirnfläche umfassen oder von einer Stirnfläche gebildet werden, wobei die Stirnfläche des Verriegelungselements 3 im Verriegelungsfall mit einer Kontaktfläche des Hinterschnitts 26 in Kontakt vorliegen kann. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Summe der Längen
L2 und L3 größer ist als der direkte Abstand L1 zwischen den Drehpunkten 5 und 10. Die Länge L2 stellt vorzugsweise den Abstand dar zwischen dem Drehpunkt 5 des Verriegelungselements 3 („erster Drehpunkt“) und einer Spitze bzw. einer Stirnfläche des Verriegelungselements 3. Die Länge L3 stellt vorzugsweise den Abstand dar zwischen dem Drehpunkt 10 des Betätigungselements 8 („zweiter Drehpunkt“) und einer Spitze 12 des Betätigungselements 8. Dadurch, dass vorzugsweise die Relation L2 + L3 > L1 erfüllt ist, kann die Spitze 12 des Betätigungselements 8 in Eingriff gelangen mit einer Einbuchtung 11 des Verriegelungselements 3, wodurch eine Kopplung der Bewegungen des Verriegelungselements 3 und des Betätigungselements 8 bewirkt wird. Durch diese vorteilhafte Kopplung von Verriegelungselement 3 und Betätigungselement 8 kann eine Bewegung des Betätigungselements 8 auf das Verriegelungselements 3 übertragen kann. Beispielsweise kann eine Abwärtsbewegung des Betätigungselements 8, die beispielsweise von einem Nutzer der Werkzeugmaschine 2 hervorgerufen wird, indem der Nutzer auf das Betätigungselement 8 drückt, um eine Entnahme der Energieversorgungsvorrichtung 1 aus der Werkzeugmaschine 2 zu initiieren, über die Kopplung der Elemente 3, 8 auf das Verriegelungselement 3 übertragen werden. Auf diese Weise kann eine Abwärtsbewegung des Betätigungselements 8 zu einer Abwärtsbewegung des Verriegelungselements 3 führen, durch die der hintere Bereich 19 des Verriegelungselements 3 aus dem Hinterschnitt 26 der Werkzeugmaschine 2 herausgleitet und die Verriegelung von Energieversorgungsvorrichtung 1 und Werkzeugmaschine 2 gelöst wird.
In dem in Fig. 10 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein zweites Vorspannelement 23 abgebildet, das vorzugsweise dazu eingerichtet ist, das Verriegelungselement 3 aus einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition zu drücken bzw. das Verriegelungselement 3 ein der Verriegelungsposition zu halten.
1 Energieversorgungsvorrichtung
2 Werkzeugmaschine
3 Verriegelungselement
4 erste Drehachse, Drehachse des Verriegelungselements
5 Drehpunkt des Verriegelungselements
6 Einschubrichtung
7 Ort der Verriegelung
8 Betätigungselement
9 zweite Drehachse, Drehachse des Betätigungselements
10 Drehpunkt des Betätigungselements
11 Ausbuchtung des Verriegelungselements
12 vorstehender Bereich des Betätigungselements
13 Vorspannelement im Bereich des Betätigungselements, erstes Vorspannelement
14 Schnittstelle der Energieversorgungsvorrichtung
15 Aufnahmevorrichtung der Werkzeugmaschine
16 Daten- und Leistungsschnittstelle
17 hinterer Bereich der Energieversorgungsvorrichtung
18 vorderer Bereich der Energieversorgungsvorrichtung
19 hintere Spitze des Verriegelungselements, Stirnfläche des Verriegelungselements
20 Linearführung mit Führungsnut
21 Batteriepack
23 Vorspannelement im Bereich des Verriegelungselements, zweites Vorspannelement
26 Hinterschnitt, Einbuchtung
A Abstand zwischen Verriegelungsort und Drehpunkt des Verriegelungselements
O Raumrichtung «nach oben»
U Raumrichtung «nach unten»
V Raumrichtung «nach vorne» H Raumrichtung «nach hinten»
Achse 1
II Achse 2
III Achse 3
Claims
Energieversorgungsvorrichtung (1), insbesondere für eine Werkzeugmaschine (2), wobei die Energieversorgungsvorrichtung (1) lösbar mit der Werkzeugmaschine (2) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsvorrichtung (1) mindestens ein Element (3) zur Verriegelung der Energieversorgungsvorrichtung (1) in der Werkzeugmaschine
(2) umfasst, wobei das mindestens eine Verriegelungselement
(3) drehbar um mindestens eine erste Drehachse (4) gelagert ist, wobei die erste Drehachse
(4) durch einen Drehpunkt (5) des Verriegelungselements (3) verläuft, wobei der Drehpunkt (5) des Verriegelungselements (3) in einer Einschubrichtung (6) einem Ort (7) der Verriegelung vorauseilt und die Energieversorgungsvorrichtung (1) mindestens ein Element (8) zur Betätigung durch einen Nutzer aufweist, wobei das mindestens eine Betätigungselement (8) drehbar um mindestens eine zweite Drehachse (9) gelagert ist, wobei die zweite Drehachse (9) durch einen Drehpunkt (10) des Betätigungselements (8) verläuft. Energieversorgungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (3) der Energieversorgungsvorrichtung (1) dazu eingerichtet ist, in einer Verriegelungsposition von einem Hinterschnitt (26) der Werkzeugmaschine (2) aufgenommen zu werden. Energieversorgungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (3) der Energieversorgungsvorrichtung (1) durch eine Drehung um den Drehpunkt (5) von einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition bringbar ist, oder umgekehrt. Energieversorgungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Drehpunkt (10) des mindestens einen Betätigungselements (8) in einer Einschubrichtung (6) einem Ort (7) der Verriegelung nacheilt.
5. Energieversorgungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 4 dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verriegelungselement (3) und das mindestens eine Betätigungselement (8) einen zumindest zweiteilig ausgebildeten Verriegelungsmechanismus bilden.
6. Energieversorgungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 , 4 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (4) des Verriegelungselements (3) und die Drehachse (9) des Betätigungselements (8) im Wesentlichen parallel orientiert sind.
7. Energieversorgungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verriegelungselement (3) eine Ausbuchtung (11) aufweist und das mindestens eine Betätigungselement (8) einen vorstehenden Bereich (12) aufweist, wobei das mindestens eine Verriegelungselement (3) dazu eingerichtet ist, das mindestens eine Betätigungselement (8) zumindest teilweise in einer Verriegelungsposition aufzunehmen.
8. Energieversorgungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (3) der Energieversorgungsvorrichtung (1) durch eine Betätigung des Betätigungsschalters (8) von einer Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition bringbar ist.
9. Energieversorgungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungsvorrichtung (1) mindestens ein Vorspannelement (13, 23) aufweist, wobei das Vorspannelement (13) dazu eingerichtet ist, das Verriegelungselement (3) und/oder das Betätigungselement (8) in einen Hinterschnitt (26) der Werkzeugmaschine (2) zu drücken und/oder wobei das Verriegelungselement (3) und/oder das Betätigungselement (8) durch das Federelement (13, 23) von einer Entriegelungsposition in eine Verriegelungsposition bringbar ist.
Energieversorgungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verriegelungselement (3) und das mindestens eine Betätigungselement (8) einen im Wesentlichen einteilig ausgebildeten Verriegelungsmechanismus bilden. Energieversorgungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass eine Summe der Längen L2 und L3 größer ist als ein Abstand L1 zwischen dem Drehpunkt 5 des Verriegelungselements 3 und dem Drehpunkt 10 des Betätigungselements 8, wobei die Länge L2 dem Abstand zwischen dem Drehpunkt 5 des Verriegelungselements 3 und einer Spitze des Verriegelungselements 3 entspricht und die Länge L3 dem Abstand zwischen dem Drehpunkt 10 des Betätigungselements 8 und einer Spitze 12 des Betätigungselements 8. Werkzeugmaschine (2) zur Verbindung mit einer Energieversorgungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine (2) einen Hinterschnitt (26) aufweist, wobei der Hinterschnitt (26) einen Aufnahmeraum für das Verriegelungselement (3) der Energieversorgungsvorrichtung (1) bildet. Werkzeugmaschine (2) nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass der Hinterschnitt (26) im Bereich einer Aufnahmevorrichtung (15) der Werkzeugmaschine (2) angeordnet ist.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2431433A (en) * | 2005-10-24 | 2007-04-25 | Bosch Gmbh Robert | Fastening between electric tool and battery pack |
DE202007014418U1 (de) | 2007-09-21 | 2007-12-06 | Robert Bosch Gmbh | Verriegelungsvorrichtung |
DE102006050816A1 (de) * | 2006-10-27 | 2008-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Elektrohandwerkzeugmaschine |
US20090148775A1 (en) | 2007-05-25 | 2009-06-11 | Nichias Corporation | Fuel cell separator resin composition and fuel cell separator |
US20090148755A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-11 | Heinzen William J | Battery for a power tool |
DE102013226232A1 (de) | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Robert Bosch Gmbh | Handwerkzeugakku |
Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
US20140147718A1 (en) * | 2011-07-24 | 2014-05-29 | Makita Corporation | Hand-held power tools and battery packs therefor |
DE102017217495A1 (de) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | Robert Bosch Gmbh | Akkupack |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2431433A (en) * | 2005-10-24 | 2007-04-25 | Bosch Gmbh Robert | Fastening between electric tool and battery pack |
DE102006050816A1 (de) * | 2006-10-27 | 2008-04-30 | Robert Bosch Gmbh | Elektrohandwerkzeugmaschine |
US20090148775A1 (en) | 2007-05-25 | 2009-06-11 | Nichias Corporation | Fuel cell separator resin composition and fuel cell separator |
DE202007014418U1 (de) | 2007-09-21 | 2007-12-06 | Robert Bosch Gmbh | Verriegelungsvorrichtung |
US20090148755A1 (en) * | 2007-12-10 | 2009-06-11 | Heinzen William J | Battery for a power tool |
DE102013226232A1 (de) | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Robert Bosch Gmbh | Handwerkzeugakku |
Also Published As
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