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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Akkupack für eine Handwerkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Da Akkugeräte eine hohe Flexibilität beim Arbeiten ermöglichen, insbesondere unabhängig von einer vorhandenen Stromquelle sind und somit auch Außenarbeiten unbeschränkt von der Frage einer Stromquelle durchgeführt werden können, ist bei einem Betrieb einer Handwerkzeugmaschine vielfach vorgesehen, Akkupacks einzusetzen.
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Derartige Akkupacks sind grundsätzlich bekannt und weisen wiederaufladbare Akkumulatoren, in der Regel eine Mehrzahl von in Parallel- und/oder Reihenschaltung verbundener Akkuzellen auf. Im Zuge dieser Anmeldung ist unter einem Akkupack somit ein vorzugsweise aus mehreren elektrisch zusammengeschalteten Akkuzellen bestehendes Akkumulatorenpaket zu verstehen, das elektrische Energie speichern kann und für den Betrieb der Handwerkzeugmaschine die Energie liefert und austauschbar in einer Kammer, einer Schnittstelle oder dergleichen der Handwerkzeugmaschine aufgenommen ist. Das Zuordnen des Akkupacks zur Handwerkzeugmaschine erfolgt durch Einstecken beziehungsweise Einschieben des Akkupacks in eine komplementäre Einsteckbuchse des Gerätegehäuses, wobei der Akkupack mit dem Gerätegehäuse der Handwerkzeugmaschine derart koppelbar ist, dass beim Koppeln der beiden Gehäuse die Handwerkzeugmaschine elektrisch an den Akkupack angekoppelt und mechanisch verriegelt wird. Die elektrische Kontaktierung erfolgt zumeist im Bereich der Verriegelungsvorrichtung.
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Das Ansetzen des Akkupacks an die Handwerkzeugmaschine erfolgt in der Regel mittels eines Führungsschlitzes oder mittels einer Führungsschiene, in den der Akkupack eingeführt wird. So ist zum Beispiel in
DE 10 2007 045 177 A1 eine Verriegelungsvorrichtung, welche sich insbesondere zum Verriegeln einer Handwerkzeugmaschine und eines Akkupacks eignet, beschrieben, wobei mindestens ein in einen Verriegelungseingriff bringbares Verriegelungselement und mindestens ein auf das Verriegelungselement einwirkendes Betätigungselement vorgesehen sind, wobei das Betätigungselement linear bewegbar und das Verriegelungselement schwenkbar gelagert ist. Die Verriegelungsvorrichtung umfasst auf Seite des Akkupacks ein in Verriegelungseingriff bringbares Verriegelungselement, wie beispielsweise federnd gelagerte Rasten, Wippen oder Schieber, und ein auf das Verriegelungselement einwirkendes Betätigungselement. Die Verriegelungselemente sollen in Verbindung mit in einem oder mehreren Führungselementen sicher stellen, dass der Akkupack mit der Handwerkzeugmaschine im eingeführten Zustand sicher arretiert. Nachteilig am genannten Stand der Technik ist, dass der Montageprozess aufwendig und kostenintensiv ist.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es die oben genannten Nachteile zu umgehen und einen Akkupack für eine Handwerkzeugmaschine bereitzustellen, der einen einfachen Zusammenbau des Akkupacks ermöglicht, eine gute Ergonomie und Montierbarkeit aufweist und dabei möglichst kostengünstig und einfach aufgebaut ist.
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Diese Aufgabe wird durch einen Akkupack gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Varianten und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Akkupack für eine Handwerkzeugmaschine wenigstens ein Führungsmittel zum Ansetzen des Akkupacks an die Handwerkzeugmaschine, sowie Verriegelungsmittel zur Verriegelung des Akkupacks an der Handwerkzeugmaschine, aufweist. Ferner weisen die Verriegelungsmittel mindestens ein in einen Verriegelungseingriff bringbares Verriegelungselement und mindestens ein auf das Verriegelungselement einwirkendes Betätigungselement auf, wobei das Betätigungselement linear bewegbar und das Verriegelungselement schwenkbar gelagert ist. Ferner weist das Akkupack wenigstens eine erste Gehäusekomponente und eine zweite Gehäusekomponente auf, wobei die Verriegelungsmittel in der ersten Gehäusekomponente angeordnet sind. Bei einem derartigen Aufbau können die Verriegelungsmittel in der ersten Gehäusekomponente, bevorzugterweise in dem Obergehäuse des Akkupacks, vormontiert werden und verbleiben dadurch während des Montagevorganges sicher in ihrer Einbauposition in der ersten Gehäusekomponente des Akkupacks. Ferner besteht die Möglichkeit, die erste Gehäusekomponente separat, und somit örtlich wie zeitlich unabhängig von der zweiten Gehäusekomponente, beispielsweise durch Vormontage der Verriegelungsmittel, vorzumontieren, so dass eine höhere Flexibilität bei der Montage erreicht wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das Verriegelungselement in der ersten Gehäusekomponente um eine Achse x drehbar gelagert ist, so dass die Verriegelungsmittel ausgehend von einer ersten Position, in der die Verriegelung zwischen dem Akkupack und der Handwerkzeugmaschine erfolgt, in eine zweite Position, in der die Verriegelung zwischen dem Akkupack und der Handwerkzeugmaschine freigegeben wird, geschwenkt werden können.
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Indem das Betätigungselement und das Verriegelungselement zweiteilig ausgebildet und die Bewegungen des Betätigungselements sowie des Verriegelungselements voneinander getrennt sind, müssen die beiden Bewegungen nicht mehr die gleiche Bewegungsrichtung haben, sondern können in eine Linearbewegung und eine Schwenkbewegung getrennt werden. Die Vorteile der beiden Bewegungsarten können so optimal ausgenutzt werden. So hat die Linearbewegung des Betätigungselements den Vorteil, dass das Betätigungselement platzsparend in der ersten Gehäusekomponente untergebracht werden kann. Ferner hat ein linear bewegbares Betätigungselement den Vorteil, dass die Betätigungswege und Betätigungskräfte unabhängig von der Griffposition des Bedieners sind. Eine Schwenkbewegung des Verriegelungselements ist vorteilhaft, weil eine Schwenkbewegung als leicht laufende Bewegung ausführbar ist, welche vergleichsweise wenig Reibung erzeugt.
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In einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verriegelungselement wenigstens eine Rastnase und einen Anschlagbereich für das Betätigungselement, wobei vorteilhafterweise das Verriegelungselement in der ersten Position zumindest abschnittsweise aus der ersten Gehäusekomponente herausragt, wodurch die Verriegelung zwischen dem Akkupack und der Handwerkzeugmaschine erfolgt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ragt in der ersten Position die Rastnase aus der ersten Gehäusekomponente heraus.
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Entsprechend erfolgt in der zweiten Position, die dadurch hergestellt wird, dass das Betätigungselement linear gegen den Anschlagbereich gedrückt wird, wodurch eine Drehung der Verriegelungsraste um die Achse x erfolgt, die Freigabe der Verriegelung zwischen dem Akkupack und der Handwerkzeugmaschine.
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Vorteilhafterweise umfassen die Verriegelungsmittel wenigstens ein Federelement, wobei das Federelement derart wirkt, dass das Verriegelungselement durch das Federelement so vorgespannt wird, dass das Verriegelungselement und damit auch die Rastnase durch die Einwirkung der Federkraft in der ersten Position gehalten wird. Dadurch rastet das Verriegelungselement selbsttätig in eine korrespondierende Aufnahme der Handwerkzeugmaschine ein. Vorzugsweise ist das Federelement eine Schenkelfeder. Sie hat im Vergleich zu anderen häufig verwendeten Federelementen, wie Schraubenfeder, Spiralfeder oder Blattfeder, eine flache Federkennlinie, was auch große Wege zulässt. Andere Arten von Federelemente können jedoch alternativ eingesetzt werden.
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Durch die Betätigung des Betätigungselementes erfolgt die Drehung des Verriegelungselementes um die Achse x entgegen der Vorspannkraft des Federelementes. Somit bringt das Betätigungselement vorzugsweise durch Schieben bzw. Drücken entgegen der Vorspannkraft des Federelementes, das Verriegelungselement von der ersten Position in die zweite Position und somit von einem verriegelten Zustand in einen freigegebenen Zustand. Alternativ kann das Betätigungselement jedoch auch dergestalt wirken, dass der Bediener durch Ziehen des Betätigungselements das Verriegelungselement aus der ersten Position in die zweite Position bringt.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Anschlagbereich in Form eines Hebels ausgebildet, wobei der Hebel in Bezug auf die Achse x mit einer Spitze der Rastnase einen Winkel α < 90° einschließt. Auf diese Weise kann eine unmittelbare Übertragung der linearen Bewegung des Betätigungselementes auf das Verriegelungselement und damit eine direkte Verriegelung bzw. Entriegelung des Akkupacks mit der Handwerkzeugmaschine gewährleistet werden.
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Bevorzugterweise weist das Betätigungselement wenigstens ein Rastelement, insbesondere einen Rasthaken auf, welches einen an der ersten Gehäusekomponente angeordneten Rastvorsprung zur Fixierung des Betätigungselementes an der ersten Gehäusekomponente zu hintergreifen vermag. Während der Montage des Akkupacks werden die Verriegelungselemente, das Federelement und das Betätigungselement in Richtung y linear in die erste Gehäusekomponente, das Obergehäuse des Akkupacks eingeführt und verriegeln dort formschlüssig in der ersten Gehäusekomponente. Auf diese Weise können sowohl die Verriegelungselemente als auch das Betätigungselemente bereits während des Montageprozesses in der ersten Gehäusekomponente vormontiert werden und müssen auch im Einbauzustand, beispielsweise bei einem Wechsel der Akkuzellen nicht mehr ausgebaut werden.
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Der erfindungsgemäße Akkupack kann auch in einer Handwerkzeugmaschine vorgesehen sein. Dementsprechend bildet auch eine Handwerkzeugmaschine, welche zumindest einen erfindungsgemäßen Akkupack enthält, einen weiteren Gegenstand der Erfindung. Beim Anbringen des Akkupacks an einer Handwerkzeugmaschine werden Aufnahmemittel, z. B. Führungsnuten und Führungsrippen, zur Aufnahme der korrespondierenden Führungselemente des Akkupacks der Handwerkzeugmaschine mit diesen in Eingriff gebracht, wobei der Akkupack in einer Schieberichtung y entlang der Aufnahmemittel des Handgriffs eingeführt, wobei der Akkupack entlang einer unteren, im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Handgriffs ausgerichteten Außenfläche des Handgriffs in die Akkupackaufnahme einer Handwerkzeugmaschine geschoben wird.
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Während des Einführens des Akkupacks werden die Verriegelungselemente durch eine entsprechende Anlagefläche an der Handwerkzeugmaschine automatisch entgegen der Vorspannkraft des Federelementes in die zweite Position in die Freigabestellung gedrückt. Ist der Akkupack vollständig in die Akkupackaufnahme, d.h. in die Freigabestellung eingeführt und befindet sich in seiner für den Betrieb vorgesehenen Endstellung, erlaubt die Freigabestellung, dass die Verriegelungselemente, insbesondere die Rastnase, aufgrund der Vorspannkraft des Federelementes in die erste Position, d.h. die Verriegelungsposition, gedrückt werden. Um die Verriegelungselemente in die Freigabestellung zu bringen, muss mit Hilfe des Betätigungselementes Kraft entgegen der Federkraft des Federelements aufgebracht werden. Entsprechend muss das Betätigungselement so lange gedrückt werden, bis der Akkupack soweit aus seiner Endstellung heraus bewegt worden ist, dass die Verriegelungselemente, insbesondere die Rastnase, bei Freigabe des Betätigungselements nicht mehr selbsttätig in die Verriegelungsaufnahme der Handwerkzeugmaschine einrasten, sondern an der entsprechenden Anlagefläche der Handwerkzeugmaschine blockieren bzw. anliegen. Anschließend kann der Akkupack vollständig aus der Akkupackaufnahme entfernt werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Handwerkzeugmaschine ein Akku-Schrauber, eine Bohrmaschine, eine Schlagbohrmaschine oder ein Bohrhammer, wobei als Werkzeug ein Bohrer, eine Bohrkrone oder verschiedene Bitaufsätze verwendet werden können.
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Generell werden unter einer Handwerkzeugmaschine sämtliche Handwerkzeugmaschinen mit einem in Rotation oder Translation versetzbaren Werkzeugträger, der direkt, über ein Getriebe oder ein Planetengetriebe von einem Antriebsmotor antreibbar ist wie beispielsweise Stabschrauber, Akku-Bohrer, Schlagbohrmaschinen, Multifunktionswerkzeuge, Sägen, Scheren, Schleifer und/ oder Bohrschrauber verstanden. Unter Übertragung elektrischer Energie soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Handwerkzeugmaschine Energie aus einem Akkupack an den Korpus weiterleitet.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten, Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche in den Figuren dargestellt sind. Die Beschreibung, die zugehörigen Figuren sowie die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Ein Fachmann wird diese Merkmale, insbesondere auch die Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele, auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Dabei ist zu beachten, dass die dargestellten Merkmale nur einen beschreibenden Charakter haben und auch in Kombination mit Merkmalen anderer oben beschriebener Weiterentwicklungen verwendet werden können und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken.
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Zeichnungen
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematisch und zeigen:
- 1 beispielhaft eine Ansicht einer Handwerkzeugmaschine mit einem erfindungsgemäßen Akkupack;
- 2 eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Akkupacks;
- 3 eine Schnittansicht einer ersten Gehäusekomponente eines erfindungsgemäßen Akkupacks; und
- 4 die erste Gehäusekomponente aus 3 entlang des Schnittes A-A.
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Die 1 zeigt ein als Handwerkzeugmaschine 300 ausgebildetes Elektrogerät. Gemäß der dargestellten Ausführungsform ist die Handwerkzeugmaschine 300 zur netzunabhängigen Stromversorgung mechanisch und elektrisch mit dem Akkupack 100 verbindbar. In 1 ist die Handwerkzeugmaschine 300 beispielhaft als Akku-Bohrschrauber ausgebildet. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Akku-Bohrschrauber beschränkt ist, sondern vielmehr bei unterschiedlichen Handwerkzeugmaschinen 300 Anwendung finden kann, welche mit einem Akkupack 100 betrieben werden. Die Handwerkzeugmaschine 300 weist einen Grundkörper 305, an welchem eine Werkzeugaufnahme 320 befestigt ist, sowie einen Handgriff 315 auf, an welchem ein erfindungsgemäßer Akkupack 100, hier in verriegelter Stellung angeordnet ist.
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Die 2 zeigt eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Akkupacks 100 für eine Handwerkzeugmaschine 300. Dieser weist ein Gehäuse aus einer ersten Gehäusekomponente 120 und einer zweiten Gehäusekomponente 130 auf, wobei das Gehäuse zwischen der ersten Gehäusekomponente und der zweiten Gehäusekomponente 130 eine Mehrzahl, in der dargestellten Ausführungsvariante fünf, parallel oder in Reihe verschaltete Akkuzellen 400 aufnimmt. Die Akkuzellen 400 werden bevorzugterweise entweder mittels eines Zellträgers 410 oder mittels Papphülsen zur Isolation der Akkuzellen 400 zueinander zwischen den beiden Gehäusekomponenten 120, 130 positioniert.
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Wie in den 2 bis 4 im Detail dargestellt, ist der Akkupack 100 als Schiebeakkupack ausgebildet. Zum Verriegeln des Akkupacks 100 am Handgriff 315 wird der Akkupack 100 in einer Schieberichtung y entlang des Handgriffs 315 geschoben, und zwar entlang einer unteren, im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Handgriffs 315 ausgerichteten Außenfläche des Handgriffs 315. In der in der 1 gezeigten Position ist der Akkupack 100 durch Verriegelungsmittel 200 am Handgriff 315 verriegelt. Die Verriegelungsmittel umfassen unter anderem ein nur schematisch angedeutetes Verriegelungselement 210 und ein Betätigungselement 220. Dabei sind die Verriegelungsmittel 200 alle in der ersten Gehäusekomponente 120, vorzugsweise dem der Handwerkzeugmaschine zugewandten Obergehäuse des Akkupacks 100, aufgenommen. Somit ist es möglich die Verriegelungsmittel 200 bereits während der Herstellung der Gehäusekomponenten 120, 130 unabhängig von der Akkuherstellung und der Akkumontage in der ersten Gehäusekomponente 120 vorzumontieren, wodurch geringere Produktions- und Komponentenkosten erreicht werden können. Durch Betätigung des Betätigungsmittels 220 kann der Akkupack 100 von dem Handgriff 315 der Handwerkzeugmaschine 300 gelöst werden. Nach Entriegelung des Akkupacks 100 kann dieser vom Handgriff 315 getrennt werden, und zwar durch ein Schieben des Akkupacks 100 entgegen der Schieberichtung y entlang einer unteren Fläche des Handgriffs 315.
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Das Verriegelungselement 210 umfasst eine Rastnase 214 und einen Anschlagbereich 216 sowie ein Federelement 218. Beim Anbringen des Akkupacks 100 an einer Handwerkzeugmaschine 300 wird das Verriegelungselement 210, insbesondere die Rastnase 214, in Eingriff mit einer nicht näher gezeigten korrespondierenden Aufnahme im Handgriff 315 der Handwerkzeugmaschine 300 gebracht, so dass bei einem vollständig eingeführten Akkupack 100 das Verriegelungselement 210 aufgrund der Vorspannkraft des Federelementes 300 in die erste Position und damit in die Verriegelungsstellung in eine korrespondierende Verriegelungsaufnahme in der Handwerkzeugmaschine 300 gedrückt wird.
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In 3 ist eine Schnittansicht der ersten Gehäusekomponente 120, dem Obergehäuse des Akkupacks 100, dargestellt. Das Betätigungselement 220 ist linear in Richtung y bewegbar gelagert. Das Verriegelungselement 210 ist schwenkbar um eine Achse x gelagert und weist eine Rastnase 214 und einen Anschlagbereich 216 auf. Der Anschlagbereich 216 ist in Form eines Hebels ausgebildet, der in der dargestellten Ausführungsform in Bezug auf die Achse x mit einer Spitze 215 der Rastnase 214 einen Winkel α < 90° einschließt, wobei der Winkel α auch > 90° sein kann. Das Verriegelungselement 210 wird durch eine Schwenkbewegung um die Achse x von einer ersten Position, der Verriegelungsposition, entgegen der Vorspannkraft des Federelementes 218 in eine zweite Position, die Freigabeposition überführt. Dies geschieht durch Verschieben des Betätigungselements 220, so dass der Akkupack 100 von dem Handgriff 315 der Handwerkzeugmaschine 300 gelöst werden kann. In der dargestellten Ausführungsform wird das Betätigungselement 220 nach links gedrückt bzw. geschoben, wodurch das Betätigungselement 220 den hebelförmigen Anschlagbereich 216 im Uhrzeigersinn um die Achse x schwenkt. Das Betätigungselement 220 und das Verriegelungselement 210 sind über den Anschlagbereich 216 miteinander verbunden, so dass die Umsetzung der Linearbewegung des Betätigungselementes 220 in die Schwenkbewegung des Verriegelungselementes 210 um die Achse x über den Kraftschluss dieser beiden Bauteile im Bereich des Anschlagbereichs 216 erfolgt. Das Verriegelungselement 210 ist einstückig ausgeführt und weist einerseits den Anschlagbereich 216 für das Betätigungselement 216 und andererseits die Rastnase 214 auf. Wird das Betätigungselement 220 nach links bewegt, wird über die dargestellte Kinematik das Verriegelungselement 210 bzw. die Rastnase 214 mit dem Uhrzeigersinn entgegen der Vorspannkraft des Federelementes 218 nach unten geschwenkt. Das Federelement 218 ist vorteilhafterweise als Schenkelfeder ausgeführt. Nach Entriegelung kann der Akkupack 100 von der Handwerkzeugmaschine 300 getrennt werden, und zwar durch ein Schieben des Akkupacks 100 entlang der unteren Außenfläche des Handgriffs 315 entgegen der Schieberichtung y.
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Der geschilderte Mechanismus kann nochmals anhand der 4 nachvollzogen werden, welche die erste Gehäusekomponente 120 aus 3 entlang des Schnittes A-A und die in der ersten Gehäusekomponente 120 angeordneten Verriegelungsmittel 200 zeigt. Im Detail zu erkennen sind das Betätigungselement 220 und die Verriegelungselemente 210, welche über den Anschlagbereich 216 mit dem Betätigungselement 220 gekoppelt sind. Die Vorspannkraft des Federelements 218 sorgt dafür, dass das Verriegelungselement 210 in der Verriegelungsstellung gehalten wird. Das Betätigungselement 220 weist ein Rastelement, welches in der dargestellten Ausführungsform als Rasthaken ausgeführt ist auf, welche einen an der ersten Gehäusekomponente 120 angeordneten Rastvorsprung zur Fixierung des Betätigungselementes 220 an der ersten Gehäusekomponente 120 zu hintergreifen vermag.
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Während der Herstellung des Akkupacks 100 können die Verriegelungselemente 210 samt Federelement 218 und dem Betätigungselement 220 unabhängig von der zweiten Gehäusekomponente 130 vormontiert werden. Dabei werden die Verriegelungselemente 210, das Federelement 218 und das Betätigungselement 220 in Richtung y linear in die erste Gehäusekomponente 120, das Obergehäuse des Akkupacks 100 eingeführt. Nach Erreichen der Endposition rotiert das Verriegelungselement 210 von der Federkraft unterstützt gegen den Uhrzeigersinn um die Achse x bis die Rastnase 214 des Verriegelungselementes 210 formschlüssig in der ersten Gehäusekomponente 120 verriegelt. Zusätzlich verriegelt das Das Betätigungselement 220 mit Hilfe der Rasthaken an dem Rastvorsprung der ersten Gehäusekomponente 120. Auf diese Weise können sowohl die Verriegelungselemente 210 als auch das Betätigungselemente 220 bereits während des Montageprozesses in der ersten Gehäusekomponente 120 vormontiert werden und müssen auch im Einbauzustand, beispielsweise bei einem Wechsel der Akkuzellen nicht mehr ausgebaut werden und könne in der formschlüssig verriegelte Einbauposition verblieben.
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Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen sowie Kombinationen von Merkmalen umfassen können.