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Stand der Technik
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Es ist bereits eine Induktionsakkuvorrichtung, insbesondere eine Handwerkzeuginduktionsakkuvorrichtung, mit einer Zelleneinheit und mit einer Induktionseinheit, die zumindest eine Induktionsspule aufweist, vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Induktionsakkuvorrichtung, insbesondere einer Handwerkzeuginduktionsakkuvorrichtung, mit einer Zelleneinheit und mit einer Induktionseinheit, die zumindest eine Induktionsspule aufweist.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Induktionsspule in einem Versorgungsbetrieb dazu vorgesehen ist, eine Energie der Zelleneinheit induktiv auf ein zu versorgendes Gerät zu übertragen. Unter einer „Induktionsakkuvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Akkuvorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zumindest teilweise induktiv geladen zu werden. Dabei soll unter einer „Akkuvorrichtung“ insbesondere eine Vorrichtung zum temporären Speichern elektrischer Energie, insbesondere ein Akkumulator, verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein wiederaufladbarer Speicher verstanden werden. Es sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Akkuvorrichtungen denkbar, insbesondere soll darunter jedoch ein Lithium-Ionen-Akkumulator verstanden werden. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einer „Handwerkzeuginduktionsakkuvorrichtung“ insbesondere eine Induktionsakkuvorrichtung für eine Handwerkzeugmaschine verstanden werden. Dabei soll unter einer „Handwerkzeugmaschine“ insbesondere eine werkstückbearbeitende Maschine, vorteilhaft jedoch eine Bohrmaschine, ein Bohr- und/oder Schlaghammer, eine Säge, ein Hobel, ein Schrauber, eine Fräse, ein Schleifer, ein Winkelschleifer, ein Gartengerät und/oder ein Multifunktionswerkzeug verstanden werden. Ferner soll unter einer „Zelleneinheit“ in diesem Zusammenhang insbesondere ein Teil einer Akkuvorrichtung verstanden werden, der direkt dazu vorgesehen ist, elektrische Energie temporär zu speichern. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, elektrische Energie temporär auf elektrochemischer Basis zu speichern. Bevorzugt soll darunter insbesondere eine wiederaufladbare Einheit verstanden werden. Besonders bevorzugt besteht die Zelleneinheit aus einer oder mehreren, insbesondere elektrisch miteinander verbundenen, Zellenelementen. Es sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Zellenelemente denkbar, insbesondere soll darunter jedoch eine Lithium-Ionen-Zelle verstanden werden. Des Weiteren soll unter einer „Induktionseinheit“ in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, elektrische Energie in ein magnetisches Feld oder ein magnetisches Feld in elektrische Energie umzuwandeln. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, Energie, insbesondere zumindest teilweise kontaktlos, durch Induktion zu übertragen. Besonders bevorzugt weist die Induktionseinheit zumindest eine Induktionsspule auf. Dabei soll unter einer „Induktionsspule“ insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest teilweise aus einem elektrischen Leiter, insbesondere einem gewickelten elektrischen Leiter, besteht, der zumindest teilweise in Form einer Kreisscheibe angeordnet ist. Vorzugsweise wird in dem elektrischen Leiter bei Anliegen eines magnetischen Feldes eine Spannung induziert. Unter einem „Versorgungsbetrieb“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, bei welchem die Induktionsakkuvorrichtung dazu vorgesehen ist, ein Gerät mit Energie zu versorgen. Verzugsweise soll darunter ein Betriebszustand verstanden werden, bei welchem die Induktionsakkuvorrichtung dazu vorgesehen ist, ein Gerät mit Energie der Zelleneinheit zu versorgen. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Induktionsakkuvorrichtung kann ein zu versorgendes Gerät kontaktlos mit Energie versorgt werden. Ferner kann dadurch insbesondere eine besonders einfache und komfortable Möglichkeit zur Energieübertragung bereitgestellt werden. Des Weiteren kann dadurch beispielsweise besonders einfach eine wasserdichte Induktionsakkuvorrichtung erreicht werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Induktionsspule der Induktionseinheit in einem Ladebetrieb dazu vorgesehen ist, eine Ladeenergie einer Induktionsladevorrichtung aufzunehmen. Unter einer „Induktionsladevorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung zum induktiven Laden von Induktionsakkuvorrichtungen verstanden werden. Vorzugsweise weist die Vorrichtung zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinheit auf, die dazu vorgesehen ist, einen Ladevorgang zu steuern und/oder zu regeln. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einem „Ladebetrieb“ insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, bei welchem die Zelleneinheit der Akkuvorrichtung extern mit Energie versorgt wird. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, bei welchem die Zelleneinheit der Akkuvorrichtung extern zugeführte Energie temporär speichert. Dadurch kann die Induktionsspule insbesondere sowohl für einen Versorgungsbetrieb, als auch für einen Ladebetrieb genutzt werden. Ferner kann dadurch insbesondere eine Anzahl von Bauteilen gering gehalten werden.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Induktionseinheit zumindest eine Wechselrichterschaltung aufweist. Unter einer „Wechselrichterschaltung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Schaltung zur Erzeugung einer Wechselspannung aus einer Gleichspannung und/oder zur Erzeugung eines Wechselstroms aus einem Gleichstrom verstanden werden. Dabei soll unter einer „Schaltung“ insbesondere eine elektronische Schaltung verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein Zusammenschluss von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen verstanden werden. Dadurch kann insbesondere erreicht werden, dass aus einer Gleichspannung der Zelleneinheit, eine Wechselspannung erzeugt werden kann, welche eine induktive Energieübertragung über die Induktionsspule ermöglicht.
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Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Induktionseinheit zumindest eine Gleichrichterschaltung aufweist. Unter einer „Gleichrichterschaltung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Schaltung zur Erzeugung einer Gleichspannung aus einer Wechselspannung verstanden werden. Dadurch kann insbesondere aus einer auf die Induktionsakkuvorrichtung übertragenen Wechselspannung eine Gleichspannung erzeugt werden, mit welcher die Zelleneinheit geladen werden kann.
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Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Induktionsakkuvorrichtung eine Fremdobjekterkennungseinheit aufweist. Des Weiteren soll unter einer „Fremdobjekterkennungseinheit“ in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, Fremdobjekte, insbesondere in einer Umgebung der Induktionsakkuvorrichtung, zu detektieren. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, Fremdobjekte zu detektieren, die in einem Kontaktbereich zwischen der Induktionsakkuvorrichtung und einem zu versorgenden Gerät und/oder einer Ladevorrichtung angeordnet sind und in einem Ladebetrieb einen Ladevorgang beeinträchtigen können. Unter „Fremdobjekten“ sollen dabei insbesondere metallische und/oder magnetische Bauteile, Teilstücke oder andere Objekte verstanden werden. Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass Fremdobjekte einen Versorgungsbetrieb und/oder einen Ladebetrieb stören. Ferner kann dadurch verhindert werden, dass die Induktionsakkuvorrichtung bei einer Energieübertragung durch ein Fremdobjekt beschädigt wird oder einen Bediener gefährdet.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Induktionsakkuvorrichtung zumindest eine Erfassungseinheit aufweist, die zumindest in einem Versorgungsbetrieb dazu vorgesehen ist, einen Sollbetriebszustand des zu versorgenden Geräts zu erfassen. Unter einer „Erfassungseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Sensorelement verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zur Erfassung zumindest einer Kenngröße vorgesehen ist. Es sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Erfassungseinheiten denkbar. Dabei soll unter einem „Sensorelement“ insbesondere ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße und/oder eine physikalische Eigenschaft zu erfassen, wobei eine Erfassung aktiv, wie insbesondere durch das Erzeugen und Aussenden eines elektrischen Messsignals, und/oder passiv, wie insbesondere durch eine Erfassung von Eigenschaftsänderungen eines Sensorbauteils und/oder durch eine Aufnahme einer auf zumindest ein Sensorbauteil einwirkenden Kraft, stattfinden kann. Dadurch kann insbesondere ein Sollbetriebszustand des zu versorgenden Geräts erfasst werden. Ferner kann dadurch insbesondere bereits in der Induktionsakkuvorrichtung erfasst werden, welchen Sollbetriebszustand das zu versorgende Gerät aufweist. Dadurch kann wiederum eine Energieübertragung an einen Sollbetriebszustand angepasst werden, wodurch insbesondere Energie eingespart werden kann und ein unnötiges Entladen der Zelleneinheit verhindert werden kann.
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Des Weiteren geht die Erfindung aus von einem System mit einer Induktionsladevorrichtung, mit einem Gerät und mit der Induktionsakkuvorrichtung. Vorzugsweise geht die Erfindung aus von einem System mit einer Induktionshandwerkzeugladevorrichtung, mit einer Handwerkzeugmaschine und mit der Handwerkzeuginduktionsakkuvorrichtung. Es wird vorgeschlagen, dass das Gerät zumindest eine Sekundärinduktionseinheit mit zumindest einer Induktionsspule aufweist. Unter einer „Sekundärinduktionseinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Induktionseinheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, ein magnetisches Feld in elektrische Energie umzuwandeln. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Induktionseinheit verstanden werden, die zur induktiven Aufnahme von Energie vorgesehen ist. Dadurch kann insbesondere eine besonders vorteilhafte induktive Energieaufnahme des Geräts, einer von der Induktionsakkuvorrichtung übertragenen Energie, erfolgen.
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Die erfindungsgemäße Induktionsakkuvorrichtung sowie das erfindungsgemäße System sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Induktionsakkuvorrichtung sowie das erfindungsgemäße System zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, 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.
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Es zeigen:
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1 eine erfindungsgemäße Induktionsakkuvorrichtung mit einer Induktionseinheit, die eine Induktionsspule aufweist, und eine Induktionsladevorrichtung in einem Ladebetrieb in einer schematischen Darstellung,
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2 die erfindungsgemäße Induktionsakkuvorrichtung und einen Teilausschnitt der Induktionsladevorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie II,
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3 ein vereinfachtes Schaltbild der erfindungsgemäßen Induktionsakkuvorrichtung und der Induktionsladevorrichtung in einem Ladebetrieb,
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4 die erfindungsgemäße Induktionsakkuvorrichtung, mit der Induktionseinheit und einer Erfassungseinheit, und ein zu versorgendes Gerät in einem Versorgungsbetrieb, in einer schematischen Darstellung,
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5 die erfindungsgemäße Induktionsakkuvorrichtung und einen Teilausschnitt des zu versorgenden Geräts in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie V und
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6 ein vereinfachtes Schaltbild der erfindungsgemäßen Induktionsakkuvorrichtung und des zu versorgenden Geräts in einem Versorgungsbetrieb.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Induktionsakkuvorrichtung 10 mit einer Induktionseinheit 14, die eine Induktionsspule 16 aufweist, und eine Induktionsladevorrichtung 20 in einem Ladebetrieb. Die Induktionsakkuvorrichtung 10 ist von einer Handwerkzeuginduktionsakkuvorrichtung gebildet. Die Induktionsakkuvorrichtung 10 weist eine Gehäuseeinheit 36 auf. Ferner weist die Induktionsakkuvorrichtung 10 eine Zelleneinheit 12 und die Induktionseinheit 14 auf. Die Zelleneinheit 12 ist zur Speicherung von Energie vorgesehen. Ferner ist die Zelleneinheit 12 dazu vorgesehen, ein Gerät 18 mit Energie zu versorgen. Die Zelleneinheit 12 ist in der Gehäuseeinheit 36 angeordnet. Die Induktionseinheit 14 weist die Induktionsspule 16 auf. Die Induktionseinheit 14 der Induktionsakkuvorrichtung 10 ist zur drahtlosen Energieaufnahme und zur anschließenden Ladung der Zelleneinheit 12 vorgesehen. Die Induktionsspule 16 der Induktionseinheit 14 ist in einem Ladebetrieb dazu vorgesehen, eine Ladeenergie der Induktionsladevorrichtung 20 aufzunehmen. Die Induktionsspule 16 ist ringförmig ausgebildet. Die Induktionsspule 16 besteht aus mehreren elektrische Leitern, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Die elektrischen Leiter sind in Umfangsrichtung um eine theoretische Wicklungsachse 38 gewickelt. Die Induktionsspule 16 weist eine Haupterstreckungsebene auf, die senkrecht zu der Wicklungsachse 38 ausgerichtet ist. Ferner weist die Induktionsspule 16 eine Haupterstreckungsrichtung in der Haupterstreckungsebene auf, die um ein Vielfaches größer ist, als eine Erstreckung der Induktionsspule 16 senkrecht zu der Haupterstreckungsebene. Ferner weist die Induktionseinheit 14 eine Kerneinheit 40 und eine Elektronikeinheit 42 auf. Die Kerneinheit 40 ist plattenförmig ausgebildet und besteht aus einem magnetischen Material. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass die Kerneinheit 40 ringförmig ausgebildet ist und die Induktionsspule 16 teilweise umgreift. Die Induktionseinheit 14 ist zwischen der Zelleneinheit 12 und einer Gehäusewand 44 der Gehäuseeinheit 36 angeordnet. Die Gehäusewand 44 weist eine Haupterstreckungsebene auf, die senkrecht zu der Wicklungsachse 38 ausgerichtet ist. Ausgehend von der Gehäusewand 44 in Richtung der Zelleneinheit 12 folgt zunächst die Induktionsspule 16 der Induktionseinheit 14, die Kerneinheit 40 der Induktionseinheit 14, eine Schirmungseinheit 46 und die Elektronikeinheit 42 der Induktionseinheit 14. Die Schirmungseinheit 46 ist dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit 42 vor Störeinflüssen der Induktionsspule 16 und umgekehrt zu schützen. Die Elektronikeinheit 42 ist über eine Leitung mit der Zelleneinheit 12 verbunden. Ferner ist die Elektronikeinheit 42 über eine Leitung mit der Induktionsspule 16 verbunden (2).
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Die Induktionsakkuvorrichtung 10 weist eine Wechselrichterschaltung 22 auf. Die Induktionseinheit 14 der Induktionsakkuvorrichtung 10 weist die Wechselrichterschaltung 22 auf. Die Elektronikeinheit 42 der Induktionseinheit 14 weist die Wechselrichterschaltung 22 auf. Die Wechselrichterschaltung 22 ist dazu vorgesehen, in einem Versorgungsbetrieb eine Gleichspannung der Zelleneinheit 12 für die Induktionsspule 16 in eine Wechselspannung zu wandeln, um eine induktive Energieübertragung zu ermöglichen. Ferner weist die Induktionsakkuvorrichtung 10 eine Gleichrichterschaltung 24 auf. Die Induktionseinheit 14 der Induktionsakkuvorrichtung 10 weist die Gleichrichterschaltung 24 auf. Die Elektronikeinheit 42 der Induktionseinheit 14 weist die Gleichrichterschaltung 24 auf. Die Gleichrichterschaltung 24 ist dazu vorgesehen, in einem Ladebetrieb eine an der Induktionsspule 16 induzierte Wechselspannung für die Zelleneinheit 12 in eine Gleichspannung zu wandeln, um ein Aufladen der Zelleneinheit 12 zu ermöglichen (3).
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Ferner weist die Induktionsakkuvorrichtung 10 eine Fremdobjekterkennungseinheit 26 auf. Die Fremdobjekterkennungseinheit 26 ist dazu vorgesehen, Fremdobjekte, die einen Ladebetrieb oder einen Versorgungsbetrieb stören oder eine Gefährdung darstellen, zu erfassen und gegebenenfalls einen Betrieb zu unterbrechen. Die Fremdobjekterkennungseinheit 26 erfasst dabei zur Fremdobjekterkennung eine Gütedifferenz zwischen einer gespeicherten Sollgüte und einer Istgüte eines Schwingkreises der Elektronikeinheit 42 und vergleicht diese mit einer gespeicherten, zulässigen Gütedifferenz. Die Fremdobjekterkennungseinheit 26 ist von einer Recheneinheit mit einer Rechenroutine gebildet (2).
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Die Induktionsakkuvorrichtung 10 wird in dem Ladebetrieb auf einer Ladefläche 48 der Induktionsladevorrichtung 20 aufgestellt. Die Induktionsakkuvorrichtung 10 wird mit der Gehäusewand 44 auf der Ladefläche 48 aufgestellt. Die Ladefläche 48 bildet einen Teil einer Gehäuseeinheit 50 der Induktionsladevorrichtung 20. Die Ladefläche 48 weist eine Haupterstreckungsebene auf, die sich in einem vorgesehenen Stand der Induktionsladevorrichtung 20 parallel zu einem Untergrund erstreckt. Die Ladefläche 48 ist dabei von dem Untergrund abgewandt. Die Ladefläche 48 ist dazu vorgesehen, die Induktionsakkuvorrichtung 10 für einen Ladevorgang während eines Ladebetriebs aufzunehmen.
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Ferner weist die Induktionsladevorrichtung 20 eine Primärinduktionseinheit 52 auf. Die Primärinduktionseinheit 52 ist zur drahtlosen Energieübertragung von der Induktionsladevorrichtung 20 auf die Induktionsakkuvorrichtung 10 vorgesehen. Die Primärinduktionseinheit 52 ist dazu vorgesehen, elektrische Energie in ein magnetisches Feld zu wandeln, das von der Induktionseinheit 14 der Induktionsakkuvorrichtung 10 wieder in elektrische Energie gewandelt werden kann. Die Primärinduktionseinheit 52 weist eine Induktionsspule 54 auf. Die Induktionsspule 54 ist annähernd identisch zu der Induktionsspule 16 der Induktionsakkuvorrichtung 10 ausgebildet. Die Induktionsspule 54 ist ebenfalls ringförmig ausgebildet. Die Induktionsspule 54 besteht aus mehreren elektrische Leitern, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Die elektrischen Leiter sind in Umfangsrichtung um die theoretische Wicklungsachse 38 gewickelt. Die Induktionsspule 54 weist eine Haupterstreckungsebene auf, die senkrecht zu der Wicklungsachse 38 ausgerichtet ist. Ferner weist die Induktionsspule 54 eine Haupterstreckungsrichtung in der Haupterstreckungsebene auf, die um ein Vielfaches größer ist, als eine Erstreckung der Induktionsspule 54 senkrecht zu der Haupterstreckungsebene. Ferner weist die Primärinduktionseinheit 52 eine Kerneinheit 56 auf. Die Kerneinheit 56 ist annähernd identisch gegenüber der Kerneinheit 40 der Induktionsakkuvorrichtung 10 ausgebildet. Die Primärinduktionseinheit 52 ist vollständig in der Gehäuseeinheit 50 angeordnet. Ausgehend von der Ladefläche 48 in Richtung einer Mitte der Induktionsladevorrichtung 20 folgt zunächst die Induktionsspule 54 der Primärinduktionseinheit 52, die Kerneinheit 56 der Primärinduktionseinheit 52, eine Schirmungseinheit 58 und eine Elektronikeinheit 60. Die Schirmungseinheit 58 ist dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit 60 vor Störeinflüssen der Induktionsspule 54 und umgekehrt zu schützen. Die Elektronikeinheit 60 ist nicht weiter sichtbar mit einem Kabel 62 zur Energiezufuhr verbunden (2).
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3 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild der erfindungsgemäßen Induktionsakkuvorrichtung 10 und der Induktionsladevorrichtung 20 in einem Ladebetrieb. Das Schaltbild der Induktionsakkuvorrichtung 10 weist dabei die Induktionsspule 16 der Induktionseinheit 14, die Elektronikeinheit 42 der Induktionseinheit 14 und die Zelleneinheit 12 auf. Die Elektronikeinheit 42 der Induktionseinheit 14 weist die Gleichrichterschaltung 24, die Wechselrichterschaltung 22 und einen Schalter 64 auf. Der Schalter 64 ist von einem Schalter mit selbstständigem Rückgang und zwei Schaltstellungen gebildet. Der Schalter 64 wird magnetisch betätigt. In der in 3 gezeigten Stellung ist der Schalter 64 unbetätigt und wird durch den selbstständigen Rückgang in seiner Grundposition gehalten. Der Schalter 64 schält zwischen der Gleichrichterschaltung 24 und der Wechselrichterschaltung 22. Je nach Stellung des Schalters 64 ist entweder die Gleichrichterschaltung 24 oder die Wechselrichterschaltung 22 zugeschalten. In der in 3 gezeigten Stellung ist die Gleichrichterschaltung 24 zugeschalten. Die Gleichrichterschaltung 24 ist auf einer Eingangsseite direkt mit der Induktionsspule 16 verbunden. Auf einer Ausgangsseite ist die Gleichrichterschaltung 24 über den Schalter 64 in einem zugeschalteten Zustand mit der Zelleneinheit 12 verbunden. Die Gleichrichterschaltung 24 ist in einem zugeschalteten Zustand in der Art mit der Zelleneinheit 12 verbunden, so dass ein Aufladen der Zelleneinheit 12 über die Gleichrichterschaltung 24 möglich ist, ein Entladen jedoch nicht. Die Wechselrichterschaltung 22 ist auf einer Eingangsseite über den Schalter 64 in einem zugeschalteten Zustand mit der Zelleneinheit 12 verbunden. Auf einer Ausgangsseite ist die Wechselrichterschaltung 22 direkt mit der Induktionsspule 16 verbunden. Die Wechselrichterschaltung 22 ist in einem zugeschalteten Zustand in der Art mit der Zelleneinheit 12 verbunden, so dass ein Entladen der Zelleneinheit 12 über die Wechselrichterschaltung 22 möglich ist, ein Aufladen jedoch nicht.
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Das Schaltbild der Induktionsladevorrichtung 20 weist die Primärinduktionseinheit 52 mit der Induktionsspule 54, die Elektronikeinheit 60 und eine Wechselspannungsquelle 66 auf. Die Induktionsspule 54 ist in einem Ladebetrieb berührungslos gegenüber der Induktionsspule 16 der Induktionsakkuvorrichtung 10 angeordnet. Die Induktionsspule 54 ist zu der Wechselspannungsquelle 66 in Reihe geschalten. Zu der Induktionsspule 54 und der Wechselspannungsquelle 66 sind ein Kondensator 68 und ein Widerstand 70 in Reihe geschalten, wobei der Kondensator 68 und der Widerstand 70 parallel zueinander geschalten sind.
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4 zeigt die erfindungsgemäße Induktionsakkuvorrichtung 10, mit der Induktionseinheit 14 und einer Erfassungseinheit 28, und das zu versorgende Gerät 18 in einem Versorgungsbetrieb. Das zu versorgende Gerät 18 ist von einem Akkuschrauber gebildet. Die Induktionsakkuvorrichtung 10 ist in dem Versorgungsbetrieb fest mit dem Gerät 18 verbunden. Zu einer Verbindung weist die Induktionsakkuvorrichtung 10 zwei gegenüberliegende Rastnuten 72, 74 auf, in welche zwei Rastnasen 76, 78 des Geräts 18 eingreifen. Grundsätzlich wären jedoch auch andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Verbindungstechniken denkbar. In einem Versorgungsbetrieb ist die Gehäusewand 44 der Induktionsakkuvorrichtung 10 dem Gerät 18 zugewandt. Die Induktionsspule 16 der Induktionseinheit 14 der Induktionsakkuvorrichtung 10 ist in einem Versorgungsbetrieb dazu vorgesehen, eine Energie der Zelleneinheit 12 induktiv auf das zu versorgende Gerät 18 zu übertragen.
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Das Gerät 18 weist eine Sekundärinduktionseinheit 32 auf. Die Sekundärinduktionseinheit 32 ist dazu vorgesehen, eine von der Induktionsakkuvorrichtung 10 übertragene Energie aufzunehmen und für den Betrieb eines Motors 80 des Geräts 18 zu verwenden. Die Sekundärinduktionseinheit 32 weist eine Induktionsspule 34 auf. Die Induktionsspule 34 ist dazu vorgesehen, ein von der Induktionsspule 16 der Induktionsakkuvorrichtung 10 während eines Versorgungsbetriebs erzeugtes magnetisches Feld in elektrische Energie umzuwandeln. Die Induktionsspule 34 ist ringförmig ausgebildet. Die Induktionsspule 34 besteht aus mehreren elektrische Leitern, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Die elektrischen Leiter sind in Umfangsrichtung um die theoretische Wicklungsachse 38 gewickelt. Die Induktionsspule 34 weist eine Haupterstreckungsebene auf, die senkrecht zu der Wicklungsachse 38 ausgerichtet ist. Ferner weist die Induktionsspule 34 eine Haupterstreckungsrichtung in der Haupterstreckungsebene auf, die um ein Vielfaches größer ist, als eine Erstreckung der Induktionsspule 34 senkrecht zu der Haupterstreckungsebene. Ferner weist die Sekundärinduktionseinheit 32 eine Kerneinheit 82 und eine Elektronikeinheit 84 auf. Die Kerneinheit 82 ist annähernd identisch gegenüber der Kerneinheit 40 der Induktionsakkuvorrichtung 10 ausgebildet. Ferner weist das Gerät 18 eine Gehäuseeinheit 86 auf. Die Sekundärinduktionseinheit 32 ist vollständig in der Gehäuseeinheit 86 angeordnet. Ausgehend von der Induktionsakkuvorrichtung 10 in eine von der Induktionsakkuvorrichtung 10 abgewandte Richtung parallel zu der Wicklungsachse 38 folgt zunächst die Induktionsspule 34 der Sekundärinduktionseinheit 32, die Kerneinheit 82 der Sekundärinduktionseinheit 32, eine Schirmungseinheit 88 und die Elektronikeinheit 84 der Sekundärinduktionseinheit 32. Die Schirmungseinheit 88 ist dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit 84 vor Störeinflüssen der Induktionsspule 34 und umgekehrt zu schützen (5).
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Die Induktionsakkuvorrichtung 10 weist die Erfassungseinheit 28 auf. Die Erfassungseinheit 28 bildet einen Teil der Elektronikeinheit 42. Die Erfassungseinheit 28 ist in einem Versorgungsbetrieb dazu vorgesehen, einen Sollbetriebszustand des zu versorgenden Geräts 18 zu erfassen. Die Erfassungseinheit 28 ist ferner dazu vorgesehen, einen Versorgungsbetrieb zu erfassen. Die Erfassungseinheit 28 weist den Schalter 64 auf. Der Schalter 64 wird magnetisch betätigt und schält indirekt zwischen einem Ladebetrieb und einem Versorgungsbetrieb. Der Schalter 64 wird bei Annäherung eines Magneten betätigt und schält in einen Versorgungsbetrieb, bzw. wird die Wechselrichterschaltung 22 zugeschalten. Durch zuschalten der Wechselrichterschaltung 22 kann sich die Zelleneinheit 12 über die Wechselrichterschaltung 22 entladen und eine Wechselspannung liegt an der Induktionsspule 16 an, wodurch ein magnetisches Feld erzeugt wird. Das magnetische Feld kann von der Induktionsspule 34 des Geräts 18 in elektrische Energie gewandelt werden.
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Das Gerät 18 weist wiederum einen nicht weiter sichtbar mechanisch bewegbaren Dauermagneten 90 auf. Der Dauermagnet 90 kann mechanisch parallel zu der Wicklungsachse 38 begrenzt bewegt werden. Ist die Induktionsakkuvorrichtung 10 an dem Gerät 18 befestigt, kann über eine Bewegung des Dauermagneten 90 der Schalter 64 betätigt oder wieder gelöst werden. Der Dauermagnet 90 ist nicht weiter sichtbar mechanisch mit einem Betriebsschalter 92 verbunden. Wird der Betriebsschalter 92 in eine An-Stellung bewegt, wird gleichzeitig der Dauermagnet 90 in Richtung des Aufnahmebereichs der Induktionsakkuvorrichtung 10 bewegt. Wird der Betriebsschalter 92 in eine Aus-Stellung bewegt, wird gleichzeitig der Dauermagnet 90 weg von dem Aufnahmebereich der Induktionsakkuvorrichtung 10 bewegt. Dadurch kann von der Erfassungseinheit 28 erfasst werden, ob das Gerät 18 betrieben werden soll und die Induktionsakkuvorrichtung 10 damit in einen Versorgungsbetrieb schalten soll. Dadurch kann insbesondere verhindert werden, dass die Zelleneinheit 12 sinnlos entladen wird, ohne dass das Gerät 18 betrieben wird. Grundsätzlich wäre jedoch auch eine alternative Ausgestaltung der Erfassungseinheit 28 und/oder des Dauermagneten 90 und/oder des Betriebsschalters 92 denkbar. Grundsätzlich wäre denkbar, dass der Dauermagnet 90 über einen Abzugschalter 94 bewegt wird. Dabei wäre insbesondere denkbar, dass mit einer ersten Teilbewegung des Abzugschalters 94 die Induktionsakkuvorrichtung 10 mechanisch über den Dauermagneten 90 und die Erfassungseinheit 28 in einen Versorgungsbetrieb gebracht wird und mit einem weiteren Bewegungsspielraum der Motor 80 für einen Betrieb getrimmt werden kann.
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Die Induktionsladevorrichtung 20, das Gerät 18 und die Induktionsakkuvorrichtung 10 bilden ein System 30.
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6 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild der erfindungsgemäßen Induktionsakkuvorrichtung 10 und des zu versorgenden Geräts 18 in einem Versorgungsbetrieb. Das Schaltbild der Induktionsakkuvorrichtung 10 weist dabei die Induktionsspule 16 der Induktionseinheit 14, die Elektronikeinheit 42 der Induktionseinheit 14 und die Zelleneinheit 12 auf. Die Elektronikeinheit 42 der Induktionseinheit 14 weist die Gleichrichterschaltung 24, die Wechselrichterschaltung 22 und den Schalter 64 auf. In der in 6 gezeigten Stellung ist der Schalter 64 durch den Dauermagneten 90 des Geräts 18 gegen den selbstständigen Rückgang betätigt. In dieser Stellung ist die Wechselrichterschaltung 22 zugeschalten.
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Das Schaltbild des Geräts 18 weist die Sekundärinduktionseinheit 32 mit der Induktionsspule 34, die Elektronikeinheit 84 und den Motor 80 auf. Die Induktionsspule 34 ist in einem Versorgungsbetrieb berührungslos gegenüber der Induktionsspule 16 der Induktionsakkuvorrichtung 10 angeordnet. Die Elektronikeinheit 84 weist eine Gleichrichterschaltung 96 und ein Einstellelement 98 auf. Die Gleichrichterschaltung 96 ist auf einer Eingangsseite mit der Induktionsspule 34 verbunden. Auf einer Ausgangsseite ist die Gleichrichterschaltung 96 mit dem Einstellelement 98 und dem Motor 80 verbunden. Der Motor 80 und das Einstellelement 98 sind in Reihe geschalten. Über das Einstellelement 98 wird eine Drehzahl des Motors 80 eingestellt. Das Einstellelement 98 wird von einem Bediener über den Abzugschalter 94 betätigt. Der Motor 80 ist von einem Gleichstrommotor gebildet. Grundsätzlich wäre jedoch auch ein anderer, dem Fachmann als sinnvoll erscheinender Motor denkbar. Bei einem Wechsel- und/oder Drehstrommotor könnte insbesondere die Gleichrichterschaltung 96 eingespart werden.
