DE102014217991A1 - Zellenträger für einen Akkupack einer Handwerkzeugmaschine - Google Patents

Zellenträger für einen Akkupack einer Handwerkzeugmaschine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung beschreibt einen Zellenträger zur Aufnahme von mindestens zwei Akkuzellen in einem Akkupack einer Handwerkzeugmaschine, aufweisend wenigstens einen Zellenhalter, der die Akkuzellen aufnimmt, wobei der Zellenhalter wenigsten eine Rippe zur Separation der Akkuzellen untereinander aufweist, und wobei die Akkuzellen jeweils einen positiven und einen negativen Anschlusspol aufweisen; wobei zwei oder mehr Akkuzellen miteinander in einer Parallel- oder in einer Reihenschaltung geschaltet sind; und eine Akkupackelektronik mit Kontaktelementen zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Akkupack und der Handwerkzeugmaschine, wobei der Zellenhalter wenigstens einen Rasthaken zur Fixierung der Akkupackelektronik an dem Zellenhalter aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zellenträger für einen Akkupack einer Handwerkzeugmaschine nach Anspruch 1.
  • Da Akkugeräte eine hohe Flexibilität beim Arbeiten ermöglichen, insbesondere unabhängig von Netzstrom sind und somit auch Außenarbeiten bequem durchgeführt werden können, ist bei einem Betrieb einer Handwerkzeugmaschine vielfach vorgesehen, Akkupacks einzusetzen.
  • 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 das Elektrowerkzeug elektrisch an den Akkupack angekoppelt und mechanisch verriegelt wird. Die elektrische Kontaktierung erfolgt zumeist im Bereich der Verriegelungsvorrichtung.
  • Bei den Akkupacks erweist es sich als nachteilig, dass sich die Akkuzellen, die in einem Akkugehäuse eingesetzt werden, sowohl beim Entladen während des Betriebs der Handwerkzeugmaschine als auch beim Aufladen, das in der Regel mit Hilfe eines Ladegerätes erfolgt, erwärmen. Eine starke Erwärmung kann im Extremfall zu einer Beschädigung des Akkupacks führen.
  • Um mehrere in Parallel- oder in Reihenschaltung verschaltete Akkuzellen aufzunehmen, werden in den Akkupacks die Akkuzellen direkt innerhalb des Akkugehäuses fixiert oder ohne Fixierung positioniert. Erfolgt keine Fixierung, werden bevorzugt Papphülsen zur Isolation der Zellen untereinander verwendet.
  • So ist in der Regel vorgesehen, die Akkuzellen untereinander bzw. Akkuzellenblöcke untereinander in Reihe zu schalten. Dabei werden für die Reihenschaltung zum Teil sogenannte Leiterbleche verwendet, die die jeweiligen komplementären Pole einer Akkuzelle miteinander verbinden. Nachteilig am genannten Stand der Technik ist, dass der Montageprozess aufwendig und kostenintensiv ist.
  • Darüber hinaus sind Akkupacks bekannt, bei denen der Ladezustand und der Aufladevorgang über die Elektronik des Akkupacks überwacht werden, so dass die einzelnen Akkuzellen zur Überwachung ihrer Zellen mit der Elektronik verbunden sind. Hierzu sind im Stand der Technik Litzen vorgesehen, die die Akkuzellen mit der Elektronikeinheit und hier insbesondere den Zellverbindern verbinden. Nachteilig ist dabei wiederum der verhältnismäßig hohe Montageaufwand.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu umgehen und einen Akkupack für eine Handwerkzeugmaschine bereitzustellen, bei dem die Reihen- oder Serienschaltung der Akkuzellen untereinander sowie der Zusammenbau des Akkupacks vereinfacht ist. Ferner soll der Akkupack eine gute Ergonomie und Montierbarkeit aufweisen, und dabei möglichst flexibel einsetzbar, kostengünstig und einfach aufgebaut sein.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Akkupack gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Varianten und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Zellenträger zur Aufnahme von mindestens zwei Akkuzellen in einem Akkupack einer Handwerkzeugmaschine wenigstens einen Zellenhalter, der die Akkuzellen aufnimmt, und eine Akkupackelektronik mit Kontaktelementen zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Akkupack und der Handwerkzeugmaschine aufweist. Dabei weist der Zellenhalter wenigsten eine Rippe zur Separation der Akkuzellen untereinander auf, wobei die Akkuzellen jeweils einen positiven und einen negativen Anschlusspol aufweisen; und wobei zwei oder mehr Akkuzellen in Parallel- oder in Reihenschaltung geschaltet sind. Der Zellenhalter weist zudem wenigstens ein Befestigungselement, insbesondere einen Rasthaken, zur Fixierung der Akkupackelektronik an dem Zellenhalter auf. Die entsprechende Verbindung zwischen dem Zellenhalter und der Akkupackelektronik ist also vorzugsweise als Rastverbindung ausgeführt, bei der entsprechende Rasteinrichtungen am Zellenhalter vorgesehen sind und bei der Rastvorsprünge unter mechanischer Verformung die Akkupackelektronik hintergreifen und so für eine formschlüssige Verbindung sorgen.
  • Der Zellenhalter kann insbesondere aus einem Spritzgussteil bestehen, das entsprechende Aufnahmen für die Akkuzellen aufweist, so dass diese im Zellenhalter voneinander beabstandet gehalten sind. Auf diese Weise wird verhindert, dass Kurzschlüsse über die Berührung der einzelnen Akkuzellen miteinander entstehen. Ferner ist vorgesehen, dass der Zellenhalter zumindest teilweise aus einem Material besteht, das wärmeleitend und elektrisch isolierend ist, damit entstehende Wärme der Akkuzellen besser abgeführt werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass Zellverbinder zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen den Anschlusspolen der Akkuzellen vorgesehen sind. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn wenigstens ein Anschlusspol einer Akkuzelle über einen Zellverbinder direkt mit einem Kontaktelement der Akkupackelektronik verbunden ist, so dass sowohl eine elektrische als auch mechanische Verbindung zwischen den einzelnen Akkuzellen und der Akkupackelektronik erfolgt. Auf diese Weise kann auf eine zusätzliche Kontaktierung der einzelnen Akkuzellen mit der Akkupackelektronik über einen Stromleiter verzichtet werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Zellverbinder mit den Akkuzellen über eine Schweißverbindung und die Zellverbinder mit den mit der Akkupackelektronik über eine Lötverbindungen verbunden sind. Hierdurch wird eine besonders einfache mechanische und auch elektrische Kontaktierung erreicht, zum anderen stellen derartige Verbindungen auch besonders sichere Verbindungen dar. Ferner kann durch eine entsprechend ausgeführte Schweißverbindung auch ein Toleranzausgleich sowie ein Wärmedehnungsausgleich erzielt werden.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass die Zellverbinder geometrisch derart gestaltet sind, dass sie seitlich von der Akkupackelektronik abstehen und von der Akkupackelektronik in Richtung der Akkuzellen weisen. Somit kann durch die Zellverbinder zusätzlich zu der elektrischen Verbindung eine Halterung der Akkupackelektronik gegenüber einer Akkuzelle oder einem Akkuzellenblock erreicht werden. Als Akkuzellenblöcke sind hierbei zwei oder mehr Akkuzellen zu verstehen, die in einer Parallelschaltung miteinander verschaltet sind und mit weiteren Akkuzellen oder Akkuzellenblöcken in einer Reihenschaltung verkoppelt sind. Hierbei kann alternativ wenigstens ein Anschlusspol einer Akkuzelle über einen Stromleiter mit einem Kontaktelement zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Akkupack und der Handwerkzeugmaschine verbunden sein.
  • Bevorzugterweise weist der Zellenträger Halteelemente zur Fixierung der Zellverbinder an dem Zellenhalter auf. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass Zellverbinder mit Polen der Akkuzellen materialschlüssig, insbesondere über eine Schweiß-, Laser- oder eine Lötverbindung verbunden sind. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Zellenhalter elastische Laschen zur Fixierung der Akkuzellen auf, wobei diese elastischen Laschen sowohl zusätzlich zu den Zellenverbindern als auch unabhängig von diesen vorgesehen sein können. Generell besitzt eine derartige mechanische wie auch elektrische Kopplung der Akkuzellen an den Zellenträger über Zellverbinder den Vorteil, dass die Akkuzellen bzw. Akkuzellenblöcke durch die verbindenden Zellverbinder bzw. durch die zusätzliche elastische Lasche gegenüber dem Zellenträger federnd gelagert sind, da die Zellverbinder zugleich als Federelemente wirken können. Auf diese Weise kann eine zusätzliche Vibrationsfestigkeit erreicht werden, da insbesondere Vibrationen, wie sie bei Elektrohandwerkzeugen, insbesondere bei Schlagbohreinrichtungen oder Bohrhämmern im Betrieb entstehen, ausgeglichen werden können.
  • Die Verwendung eines erfindungsgemäßen Zellenträgers ist zudem platzsparend, so dass die Baulänge und die Baubreite der Handwerkzeugmaschine nicht verändert werden muss.
  • Ferner können als Akkuzellen insbesondere Lithiumionenzellen verwendet werden, da es insbesondere bei Lithiumzellen möglich ist, mehrere Akkuzellen zu Akkuzellenblöcken zusammenzufassen, in denen mehrere Akkuzellen in einer Parallelschaltung verbunden sind. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass der Zellenhalter Akkuzellen mit verschiedenen Durchmessern und Längen aufnehmen kann, wodurch die Anwendung des Zellenhalter bzw. des Zellenträger in unterschiedlichen Akkupacks gewährleistet werden kann.
  • Mittels der Akkupackelektronik kann u. a. der Ladezustand über die Spannung der einzelnen Zellen überwacht und mittels einer entsprechenden Regelung gesteuert werden. Alternativ kann eine Einzelzellenüberwachung erfolgen, wobei einzelne Akkuzellen mittels Kontaktzungen direkt mit der Akkupackelektronik verbunden sind. Eine derartige Verbindung kann beispielsweise durch eine Lötverbindung erfolgen, wobei die Akkupackelektronik vorteilhafterweise entsprechende Anlötpads aufweisen kann. Somit kann aufgrund der Verbindung zwischen den Akkuzellen und der Akkupackelektronik festgestellt werden, ob alle Akkuzellen vorschriftsmäßig geladen werden bzw. ob gegebenenfalls ein Ladestrom erreicht wird, den die Akkuzellen nicht zu verkraften vermögen. Darüber hinaus kann eine Regelung vorgesehen sein, mittels derer der Ladestrom so geregelt wird, dass einerseits eine Überlastung einzelner Akkuzellen verhindert wird, und auf der anderen Seite sämtliche Akkuzellen vollständig aufgeladen werden können. Auf diese Weise wird über lange Zeit eine gute Gebrauchsfähigkeit des entsprechenden Akkupacks erreicht.
  • Die Akkupackelektronik kann darüber hinaus noch eine Reihe weiterer Elektronikelemente zur Steuerung, Regelung oder auch zur Erkennung des Akkupacks umfassen. Ferner können weitere Bauteile, wie insbesondere Schalter, aber auch Ladezustandsanzeigen, mit der Akkupackelektronik verbunden sein. So weist in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Zellenträger wenigstens einen mit einer Akkuzelle verbindbaren Temperaturfühler, vorzugsweise für jede Akkuzelle jeweils einen Temperaturfühler auf. Dabei kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Temperaturfühler an dem Zellenhalter befestigt, insbesondere direkt in den Zellenhalter integriert und mit der Akkupackelektronik verbunden ist. Desweiteren kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung eine Temperatursicherung vorgesehen sein, die mit wenigstens einem Temperaturfühler verbunden ist und beispielsweise über die Akkupackelektronik gesteuert werden kann und mittels derer eine Überhitzung einzelner Akkuzellen verhindert wird.
  • Vorteilhafterweise weist der Zellenträger eine zusätzliche Stromsicherung auf, welche mit und Akkupackelektronik verbunden ist und mittels derer eine Überlastung einzelner Akkuzellen oder aller Akkuzellen verhindert wird.
  • Der erfindungsgemäße Zellenträger kann auch in einem Akkupack einer Handwerkzeugmaschine vorgesehen sein. Dementsprechend bilden sowohl ein Akkupack als auch die damit verbindbare Handwerkzeugmaschine, sofern in dem Akkupack ein erfindungsgemäßer Zellenträger angeordnet ist, jeweils einen weiteren Gegenstand der Erfindung. Der in der Handwerkzeugmaschine eingesetzte Akkupack in dem ein erfindungsgemäßer Zellenträger der vorstehend beschriebenen Art Verwendung findet. Dient dabei dem Antrieb der Handwerkzeugmaschine.
  • Mit Hilfe der beschriebenen optimierten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Zellenträgers werden viele Funktionen innerhalb des Akkupacks verbessert, so dass der Zellenträger beispielsweise die Funktion einer Montageplattform erfüllen und die internen Bauteile des Akkupacks aufnehmen und fixieren kann. Auf diese Weise kann der Montageprozess für den Akkupack optimiert und auf zusätzliche Komponenten wie z.B. Klebefolien, Papphülsen oder Isoliereinlagen verzichtet werden. Des Weiteren können in einem Akkupack verschiedene Ausführungsformen eines Zellenträgers bzw. eines Zellenhalters verwendet werden, so dass Akkuzellen mit verschiedenen Durchmessern und Längen aufgenommen werden können und eine Anwendung des Zellenhalter bzw. des Zellenträger in unterschiedlichen Akkupacks gewährleistet werden kann.
  • Generell werden unter einer Handwerkzeugmaschineim Rahmen der Anmeldung sämtliche Handwerkzeugmaschinen mit einem in Rotation oder Translation versetzbaren Werkzeugträger, der direkt, über ein Getriebe oder über ein Planetengetriebe von einem Antriebsmotor antreibbar ist, wie beispielsweise Stabschrauber, Akku-Bohrer, Schlagbohrmaschinen, Multifunktionswerkzeuge, Sägen, Scheren, Schleifer und/ oder Bohrschrauber verstanden. Als Übertragung elektrischer Energie soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Handwerkzeugmaschine über den Akkupack mit Energie versorgt wird.
  • 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.
  • Zeichnungen
  • 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 Akkupack;
  • 2 eine Explosionsdarstellung eines Akkupacks mit einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Zellenträgers;
  • 3 eine perspektivische Detaildarstellung eines Ausschnittes des Zellenträgers aus 3;
  • 4 eine perspektivische Ansicht eines Zellenhalters für einen erfindungsgemäßen Zellenträger eines Akkupacks; und
  • 5 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante eines Zellenträgers für ein Akkupack.
  • 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 auf, an welchem eine Werkzeugaufnahme 320 befestigt ist, und einen Handgriff 315 an welchem ein erfindungsgemäßes Akkupack 100 verriegelt angeordnet ist. Der Akkupack 100 ist als Schiebeakkupack ausgebildet.
  • Beim Anbringen des Akkupacks 100 an der Handwerkzeugmaschine 300 werden an der Handwerkzeugmaschine 300 vorgesehene Aufnahmemittel, z. B. Führungsnuten und Führungsrippen mit korrespondierenden Führungselementen 110 des Akkupacks 100 in Eingriff gebracht, wobei der Akkupack 100 in einer Schieberichtung y entlang der Aufnahmemittel des Handgriffs 315 eingeführt wird, und wobei der Akkupack 100 entlang einer unteren, im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Handgriffs 315 ausgerichteten Außenfläche 316 des Handgriffs 315 in die Akkupackaufnahme einer Handwerkzeugmaschine 300 geschoben wird.
  • In der in der 1 gezeigten Position ist der Akkupack 100 an dem Handgriff 315 der Handwerkzeugmaschine 300 befestigt und durch Verriegelungsmittel verriegelt. Die Verriegelungsmittel umfassen unter anderem ein nur schematisch angedeutetes Verriegelungselement 210 und ein Betätigungselement 220. 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 Schieben des Akkupacks 100 entlang einer unteren Fläche des Handgriffs 315 entgegen der Schieberichtung y. Grundsätzlich kann der Akkupack 100 auch entgegen der Schieberichtung y eingeführt werden, wobei dann die Entriegelung in Schieberichtung y entlang der Aufnahmemittel des Handgriffs 315 erfolgt.
  • Wie in 2, einer Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Akkupacks 100 für eine Handwerkzeugmaschine 300 im Detail dargestellt, weist der Akkupack 100 in der Regel 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 einen Zellenträger 500 mit einer Mehrzahl, in einer Reihenschaltung verschalteter Akkuzellen 400 aufnimmt. In der in 2 dargestellten Ausführungsform beherbergt der Zellenträger 500 fünf solcher Akkuzellen 400.
  • Die 2 und 3 zeigen den Zellenträger 500 im Detail. Hierbei ist in 3 ein Ausschnitt des Zellenträgers 500 aus 2 zu sehen. Zu erkennen ist, dass die einzelnen Akkuzellen 400 zur mechanischen Fixierung in einem Zellenhalter 600 beabstandet voneinander aufgenommen sind.
  • Der Zellenhalter 600 ist im Detail in 4 dargestellt und dient neben der Fixierung der Akkuzellen in dem Akkupackgehäuse 120, 130 auch der Kühlung der Akkuzellen 400, so dass es vorteilhaft ist, wenn der Zellenhalter 600 aus einem wärmeleitfähigen Material, beispielsweise Aluminium oder einem Kunststoff, insbesondere aus einem im Spritzgussverfahren hergestellten Kunststoff, besteht. Desweiteren weist der Zellenhalter 600 Rippen 610 auf, so dass die einzelnen Akkuzellen 400 separiert werden und eine elektrische Isolierung der einzelnen Akkuzellen 400 voneinander gewährleistet werden kann. Der Wärmübergangswiderstand zwischen den benachbarten Akkuzellen 400 sowie zwischen den Akkuzellen 400 und dem Zellenhalter 600 ist dabei möglichst gering, so dass die von den Akkuzellen 400 erzeugte Verlustwärme gut nach außen abgeführt und eine Überhitzung des Akkupacks im Inneren verhindert werden kann.
  • Ferner weist der Zellenträger 500 eine Akkupackelektronik 700 auf, die an der Oberfläche des Zellenhalters 600 innerhalb des Akkupackgehäuses 120, 130 befestigt ist. Auf der Akkupackelektronik 700 sind Kontaktelemente 710 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Akkupack 100 und der Handwerkzeugmaschine 300 befestigt. Die Verbindung zwischen der Akkupackelektronik 700 und dem Zellenhalter 600 wird durch Befestigungselemente 620, insbesondere durch Rasthaken gewährleistet.
  • Die Pole der einzelnen Akkuzellen 400 sind hierbei von dem Zellenhalter 600 derart ausgespart, dass eine elektrische Kontaktierung vorgenommen werden kann. Die Pole der einzelnen Akkuzellen 400 sind über Zellverbinder 800 miteinander verbunden, wobei aufgrund der dargestellten Reihenschaltung jeweils zwei Akkuzellen 400 über einen Zellverbinder 800 miteinander verbunden sind und eine Akkuzelle 400 über einen ersten Zellverbinder 805 direkt mit einem Kontaktelement 710 der Akkupackelektronik 700 verbunden ist. Auf diese Weise erfolgt sowohl eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung zwischen den einzelnen Akkuzellen 400 untereinander sowie mit einem Kontaktelement 710 der Akkupackelektronik 700. Entsprechend kann auf eine zusätzliche Kontaktierung der einzelnen Akkuzellen 400 mit der Akkupackelektronik 700 über einen Stromleiter 810, wie es beispielsweise in 5 dargestellt ist, verzichtet werden. Die Zellverbinder 800 sind mit den Akkuzellen 400 bzw. mit der Akkupackelektronik 700 über Niet- und/oder Lötverbindungen verbunden, wodurch eine besonders einfache und sichere mechanische als auch elektrische Kontaktierung erreicht wird. Ferner kann durch derartige Verbindungen auch ein Toleranzausgleich sowie ein Wärmedehnungsausgleich erzielt werden.
  • Die geometrische Ausgestaltung der Zellverbinder 800 ist dabei variabel und kann an die Ausführungsform des Zellenhalters 600 und die Anzahl und Anordnung der jeweiligen Akkuzellen 400 angepasst werden. So können die Zellverbinder 800 beispielsweise seitlich von der Akkupackelektronik 700 abstehen und von der Akkupackelektronik 700 in Richtung der Akkuzellen 400 weisen, so dass gleichzeitig auch eine Halterung der Akkupackelektronik 700 durch die Zellverbinder 800 gegenüber einer Akkuzelle 400 oder einem Akkuzellenblock erreicht werden kann. Als Akkuzellenblöcke sind hierbei zwei oder mehr Akkuzellen 400 zu verstehen, die in einer Parallelschaltung untereinander verschaltet und mit weiteren Akkuzellen 400 oder Akkuzellenblöcken in einer Reihenschaltung verkoppelt sind.
  • Der Zellenträger 500 weist ferner Halteelemente 820 zur Fixierung der Zellverbinder 800 an dem Zellenhalter 600 auf. Als zusätzliche Fixierung der Akkuzellen 400 an dem Zellenhalter 600 weist der Zellenträger 500 elastische Laschen 650 auf, wobei diese elastischen Laschen 650 sowohl zusätzlich zu den Zellenverbindern 800 als auch unabhängig von diesen vorgesehen sein können. Generell besitzt eine derartige mechanische wie auch elektrische Kopplung der Akkuzellen 400 an den Zellenträger 500 über den Zellhalter 600 den Vorteil, dass die Akkuzellen 400 bzw. Akkuzellenblöcke durch die verbindenden Zellverbinder 800 bzw. durch die elastischen Laschen 650 gegenüber dem Zellenträger 500 federnd gelagert sind, da die Zellverbinder 600 zugleich als Federelemente wirken können.
  • Mittels der Akkupackelektronik 700 kann u. a. der Ladezustand über die Spannung der einzelnen Akkuzellen 400 überwacht und mittels einer entsprechenden Regelung gesteuert werden. Ferner kann eine Einzelzellenüberwachung erfolgen, wobei einzelne Akkuzellen 400 mittels Kontaktzungen 730 beispielsweise über eine Lötverbindung direkt mit der Akkupackelektronik 700 verbunden sind, wobei die Akkupackelektronik 700 vorteilhafterweise entsprechende nicht dargestellte Anlötpads aufweisen kann. Somit kann beispielsweise anhand der Verbindung zwischen den Akkuzellen 400 und der Akkupackelektronik 700 festgestellt werden, ob alle Akkuzellen 400 vorschriftsmäßig geladen bzw. ob gegebenenfalls ein Ladestrom erreicht wird, den die Akkuzellen 400 nicht zu verkraften vermögen.
  • Ferner kann eine Regelung vorgesehen sein, mittels derer der Ladestrom so geregelt wird, dass einerseits eine Überlastung einzelner Akkuzellen 400 verhindert wird und dennoch sämtliche Akkuzellen 400 vollständig aufgeladen werden können.
  • Der Zellenträger 500 weist einen mit einer Akkuzelle 400 verbindbaren Temperaturfühler 910 auf, wobei sowohl ein Temperaturfühler 910 für den gesamten Zellenträger 500 oder jeweils ein Temperaturfühler 910 für jede Akkuzelle 400 vorgesehen sein kann. Dabei kann der Temperaturfühler 910 an dem Zellenhalter 600 befestigt oder direkt in den Zellenhalter 600 integriert sein. Desweiteren weist der Zellenträger 500 eine Schmelzsicherung 900 auf. Dabei trennt die Schmelzsicherung 900 bei unsachgemäßer Behandlung des Akkupacks 100 wie beispielsweise bei einer zu hohen Stromentnahme oder bei einem externen Kurzschluss den Stromkreis. Die Schmelzsicherung 900 kann auch als Schaltelement dienen, welches bevorzugt mit dem Temperaturfühler 910 verbunden ist und beispielsweise über die Akkupackelektronik 700 gesteuert werden kann. Durch eine Trennung des Stromkreises mit Hilfe der Schmelzsicherung 900 bei zu hoher gemessener Temperatur kann eine Überhitzung einzelner Akkuzellen 400 verhindert werden.
  • Die 5 zweigt eine alternative Ausführungsform eines Zellenträgers 500 dar. Dieser unterscheidet sich von dem in den 2 und 3 dargestellten Zellenträger 500 dahingehend, dass der Zellenhalter 600 vier Akkuzellen 400 aufnimmt, welche über Zellverbinder 800 miteinander verbunden sind. Ferner ist zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem Akkupack 100 und der Handwerkzeugmaschine 300 ein Verbindungselement 800 über einen Stromleiter 810 mit dem Kontaktelement 710 der Akkupackelektronik 700 verbunden.
  • Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen sowie Kombinationen von Merkmalen umfassen können.

Claims (15)

  1. Zellenträger (500) zur Aufnahme von mindestens zwei Akkuzellen (400) in einem Akkupack (100) einer Handwerkzeugmaschine (300), aufweisend wenigstens einen Zellenhalter (600), der die Akkuzellen (400) aufnimmt, wobei der Zellenhalter (600) wenigstens eine Rippe (610) zur Separation der Akkuzellen (400) untereinander aufweist und wobei die Akkuzellen (400) jeweils einen positiven und einen negativen Anschlusspol aufweisen; wobei zwei oder mehr Akkuzellen (400) miteinander in einer Parallel- und/oder in einer Reihenschaltung verbunden sind; eine Akkupackelektronik (700) mit Kontaktelementen (710) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Akkupack (100) und der Handwerkzeugmaschine (300), wobei der Zellenhalter (600) wenigstens ein Befestigungselement (620), insbesondere einen Rasthaken, zur Fixierung der Akkupackelektronik (700) an dem Zellenhalter (600) aufweist.
  2. Zellenträger (500) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Anschlusspol einer Akkuzelle (400) über einen Stromleiter (810) mit einem Kontaktelement (710) zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Akkupack (100) und der Handwerkzeugmaschine (300) verbunden ist.
  3. Zellenträger (500) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Zellverbinder (800) zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen den Anschlusspolen der Akkuzellen (400) vorgesehen sind.
  4. Zellenträger (500) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Anschlusspol einer Akkuzelle (400) über wenigstens einen Zellverbinder (800) mit der Akkupackelektronik (700) verbunden ist.
  5. Zellenträger (500) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Anschlusspol einer Akkuzelle (400) über wenigstens einen Zellverbinder (800) direkt mit einem Kontaktelement (710) der Akkupackelektronik (700) verbunden ist.
  6. Zellenträger (500) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenträger (500) Halteelemente (820) zur Fixierung der Zellverbinder (800) an dem Zellenhalter (600) aufweist.
  7. Zellenträger (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenträger (500) elastische Laschen (650) zur Fixierung der Akkuzellen (400) an dem Zellenhalter (600) aufweist.
  8. Zellenträger (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenhalter (600) zumindest teilweise aus einem wärmeleitfähigen Material besteht.
  9. Zellenträger (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenträger (500) wenigstens einen mit einer Akkuzelle (400) verbindbaren Temperaturfühler (910), vorzugsweise für jede Akkuzelle jeweils einen Temperaturfühler (910), aufweist.
  10. Zellenträger (500) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperaturfühler (910) an dem Zellenhalter (600) befestigt, insbesondere in den Zellenhalter (600) integriert ist.
  11. Zellenträger (500) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Temperaturfühler (910) mit einer Temperatursicherung (900), insbesondere mit einer Schmelzsicherung verbunden ist.
  12. Zellenträger (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenträger (500) eine zusätzliche Stromsicherung (900) zur Verhinderung einer Überlastung des Akkupacks aufweist.
  13. Zellenträger (500) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zellenhalter (600) derart variabel ausgestaltet ist, dass Akkuzellen (400) mit verschiedenen Durchmessern und Längen aufnehmbar sind.
  14. Akkupack (100) für eine Handwerkzeugmaschine (300), umfassend einen Zellenträger (500) nach einem der vorangehenden Ansprüche.
  15. Handwerkzeugmaschine (300) mit einem Elektromotor sowie einem lösbar mit der Handwerkzeugmaschine (300) verbindbaren Akkupack (100), wobei der Akkupack (100) im eingebauten Zustand elektrisch mit der handwerkzeugmaschine (300) verbunden ist, wobei der Akkupack (100) einen Zellenträger (500) nach einem der vorangehenden Ansprüche aufweist.
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