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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Handwerkzeugsystem nach Anspruch 1.
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Elektrische Handwerkzeugmaschinen, wie zum Beispiel Schlagschrauber, Bohrmaschinen, Winkelschleifer, Stichsägen, Kreissägen oder Hobelmaschinen für den Handwerker- oder Heimwerkerbedarf weisen als Antriebsmotor gewöhnlich entweder einen Wechselstrommotor oder einen Gleichstrommotor auf. Während der erstere in der Regel über ein Netzkabel mit Wechselstrom aus dem Netz gespeist wird, stammt die elektrische Energie zur Versorgung des Gleichstrommotors in der Regel aus einem sogenannten Akkupack, einem wiederaufladbaren Akkumulator in einem mit dem Gehäuse der Handwerkzeugmaschine koppelbaren Gehäuse, der beim Koppeln der beiden Gehäuse elektrisch an die Stromzufuhrleitungen des Gleichstrommotors angeschlossen wird.
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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.
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Das Aufladen der Akkupacks erfolgt normalerweise über eine Kopplung des Akkupacks an ein Ladegerät, so dass elektrische Energie über Kabel und Leiter übertragen werden kann. Alternativ ist auch das Aufladen über eine drahtlose und kabellose Energieübertragung möglich, wobei die Technik in der Regel auf der Nahfeldübertragung basiert. Dabei handelt es sich insbesondere um die Kopplung mittels magnetischer Induktion (MI), magnetischer Resonanz (MR) und kapazitiver Felder. Bei der induktiven Kopplung mit magnetischer Induktion wird die Energie vom Energiesender, der Primärspule, zum Energieempfänger, der Sekundärspule, über Magnetfelder übertragen. Bei diesem Prinzip erzeugt ein HF-Wechselstrom mit einer Frequenz von 100 kHz bis 205 kHz in der Primärspule ein magnetisches Feld, das in die Sekundärspule induziert wird und dort eine Induktionsspannung erzeugt.
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Bei den Akkupacks erweist es sich als nachteilig, dass vom Zellhersteller spezifizierte Ladetemperaturbereiche eingehalten werden müssen, um Schädigungen der Akkuzelle und/oder des Akkublocks zu vermeiden. Dies ist besonders bei Akkupacks mit chemisch auf Lithium basierenden Akkuzellen zu beachten. Für den Anwender oder Kunden der Handwerkzeugmaschine kann diese jedoch bedeuten, dass ein gewünschter Ladevorgang nicht oder nur stark verzögert gestartet und/oder frühzeitig beendet werden muss, wodurch eventuell eine für den Betrieb notwendige Mindestlademenge nicht erreicht werden kann, wodurch wiederum der Betrieb der Handwerkzeugmaschine nicht sichergestellt ist und es zu einer zwangsläufigen Arbeitsunterbrechung kommen kann.
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Hinzu kommt, dass das Aufladen der Akkupacks immer öfter unterwegs erfolgt und die klassischen Bereiche, wie beispielsweise die Werkstatt oder ähnliches verlässt und somit das Aufladen unter stark variierenden Temperatureinflüssen erfolgen muss. Vor allem beim Aufladen in Kraftfahrzeugen ist mit besonders schwierigen klimatischen Bedingungen zu rechnen, da bei zu niedrige Außentemperaturen die vom Zellhersteller spezifizierten Ladetemperaturbereiche nicht eingehalten werden können, so dass die zu ladenden Akkupacks erst einmal aus dem Kraftfahrzeug entnommen und in einer wärmeren Umgebung aufgewärmt werden müssen.
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Offenbarung der Erfindung
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Aufgabe der Erfindung ist es, die oben genannten Nachteile zu verbessern und Handwerkzeugsystem mit einem optimierten Ladevorgang bereitzustellen, welcher kostengünstig und einfach aufgebaut ist.
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Diese Aufgabe wird durch ein Handwerkzeugsystem 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 Handwerkzeugsystem eine Handwerkzeugmaschine, einen Akkupack, ein Ladegerät, wenigstens einen Temperatursensor, wenigstens eine Schnittstelle für die elektrische und/oder mechanische Kopplung des Ladegeräts mit dem aufzuladenden Akkupack und eine Steuereinheit zum Steuern des Ladevorgangs umfasst; das Ladegerät für das Aufladen des Akkupacks der Handwerkzeugmaschine geeignet ist und eine Ladeelektronik aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Handwerkzeugsystem desweiteren zumindest ein Heizmittel zum Erwärmen des Ladegerätes und/oder des Akkupacks umfasst, und dass die Steuereinheit zum Empfangen zumindest eines Temperatursignals des Temperatursensors eingerichtet ist. Dabei gibt das Temperatursignal eine Temperatur des Ladegerätes und/oder des Akkupacks und/oder von im Akkupack befindlichen Akkuzellen wieder. Die Steuereinheit ist ferner dazu eingerichtet, die übermittelte Temperatur mit einem vordefinierten Schwellwert zu vergleichen und das Ladegerät und/oder das Akkupack vor dem Beginn des Ladevorgangs über das Heizmittel zu erwärmen, wenn die über das Temperatursignal übermittelte Temperatur unterhalb des vordefinierten Schwellwerts liegt. Hierdurch wird die gesamte Umgebung des Handwerkzeugsystems, dass Ladegerät und/oder das Akkupack und/oder die im Akkupack befindlichen Akkuzellen erwärmt.
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Vorteilhafterweise ist das Ladegerät ein induktives Ladegerät zur kontaktlosen und/oder drahtlosen Energieübertragung. Dabei ist es von Vorteil, wenn das Ladegerät zumindest eine als eine Primärspule ausgebildete Induktionsspule umfasst, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand durch eine anliegende elektrische Energie, insbesondere durch eine Wechselspannung, ein Magnetfeld zu erzeugen, das in wenigstens einer als eine Sekundärspule ausgebildeten Induktivspule des Akkupacks eine induzierte Wechselspannung erzeugt, die nach einer Gleichrichtung zum Aufladen des Akkupacks eingesetzt wird. Grundsätzlich ist die Primärspule dazu vorgesehen, ein elektromagnetisches Wechselfeld in einen elektrischen Wechselstrom umzuwandeln und/oder umgekehrt. Dabei ist es von Vorteil, wenn das Wechselfeld eine Frequenz von 10 - 500 kHz, besonders bevorzugt von 100 - 150 kHz, aufweist. Grundsätzlich benötigen unterschiedliche Handwerkzeugmaschine mit unterschiedlichen Akkupacks unterschiedliche Ladespannungen, so dass die Primär- und Sekundärspulen an die jeweiligen Geräte angepasst sein müssen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die übermittelte Temperatur bei Anforderung eines Ladevorgangs durch einen Benutzer mit dem vordefinierten Schwellwert zu vergleichen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit ferner dazu eingerichtet, das Heizmittel bis zu einer zuvor definierten optimalen Ladetemperatur zu erwärmen, wobei die optimale Ladetemperatur vorzugsweise größer oder gleich dem vordefinierten Schwellwert ist. Somit wird mit dem Ladevorgang gestartet, sobald sich die Temperatur der Akkuzellen in einem zulässigen Ladetemperaturbereich. Somit kann die Wartezeit bis zur Wiederverwendung des Akkupacks durch den Aufwärmvorgang deutlich reduziert werden. Zudem entfällt eine Entnahme der Akkubatterien aus dem Fahrzeug, um diese anderweitig zu erwärmen.
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Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, bei Erreichen der zuvor definierten optimalen Ladetemperatur ein Signal abgibt und/oder mit dem Ladevorgang beginnt.
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Bevorzugterweise liegt die Heizleistung des Heizelementes zwischen 0,2 Watt und 20 Watt, vorteilhafterweise zwischen 0,5 Watt und 15 Watt, besonders bevorzugt zwischen 2 Watt und 10 Watt, insbesonders bevorzugt zwischen 5 Watt und 10 Watt.
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Vorteilhafterweist ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass bei Erreichen der definierten optimalen Ladetemperatur nur dann der Ladevorgang beginnt, wenn eine Ladekapazität des Akkupacks einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, wenigstens ein erstes Temperatursignal und/oder ein zweites Temperatursignal über die Schnittstelle zu empfangen. Dabei hat sich als Vorteil herausgestellt, dass das erste Temperatursignal dazu geeignet ist, die Temperatur des Akkupacks und/oder die Temperatur der im Akkupack befindlichen Akkuzellen zu übermitteln und dass das zweite Temperatursignal dazu geeignet ist, die Temperatur des Ladegerätes zu übermitteln.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst wenigstens ein Kontaktelement der Schnittstelle den wenigstens einen Temperatursensor umfasst.
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Erfindungsgemäß ist es besonders von Vorteil, wenn das Heizmittel als elektrisches Heizelement ausgebildet ist, und vorzugsweise durch eine in der Ladeelektronik des Ladegerätes verwendete Spule, besonders vorzugsweise durch eine Energie aussendende Primärspule ausgebildet ist. Hierbei wird die Primärwicklung mit einer im Wesentlichen gearteten Gleichspannung beaufschlagt, wodurch sich eine Verlustleistung einstellt, durch die das gesamte Handwerkzeugsystem und somit auch das Akkupack erwärmt werden kann. Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft, da sie zum einen die bereits vorhandene Primärspule zur Erwärmung verwendet, und zum anderen die Primärspule der Sekundärspule des Akkupacks stets gegenübersteht, wodurch eine gerichtete und direkte Wärmeübertragung stattfinden kann. Entsprechend stellen sich, durch die bessere Kopplung und den besser gerichteten Wärmeaustausch, eine Kostenersparnis und eine schnellere Aufwärmphase, ein. Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, die als Heizelement verwendete Spule über ein Relais mit Gleichspannung zu versorgen und elektrisch mit einer lokalen Masse zu verbinden. Hierbei wird das Heizelement zumindest solange, wie die Batteriezellen zu kalt oder das Ladesystem zu kalt ist mit Energie versorgt.
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In einer alternativen Ausführungsform ist wenigstens ein Heizelement, vorzugsweise zwei Heizelemente und/oder eine separate Heizelektronik innerhalb des Akkupacks angeordnet, wobei die Steuereinheit oder die Heizelektronik dazu eingerichtet ist, das wenigstens ein Heizelement, vorzugsweise alle verwendeten Heizelemente des Akkupacks über das Ladegerät mit Strom zu versorgen.
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Generell sollen unter einer Handwerkzeugmaschine im 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 eine Bohrmaschine, ein Bohr- und/oder Schlaghammer, eine Säge, ein Hobel, ein Schrauber, eine Fräse, ein Schleifer, ein Winkelschleifer, ein Gartengerät, insbesondere ein Mäher, ein Sauger und/oder ein Multifunktionswerkzeug verstanden werden. Als Übertragung elektrischer Energie soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Handwerkzeugmaschine über den Akkupack mit Energie versorgt wird.
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Vorzugsweise eignen sich zur Energieversorgung der Handwerkzeugmaschine, Akkuzellen mit einer Zellchemie, die eine hohe Leistungs- und/oder Energiedichte bereitstellt. Grundsätzlich können als Akkuzellen Bleiakkuzellen, NiCd-Akkuzellen, NiMH- Akkuzellen, insbesondere jedoch Lithiumionenzellen verwendet werden Die Akkuzellen können von Akkuzellen unterschiedlicher Nennspannungen gebildet sein, beispielsweise Nennspannungen von 1,2 V, 1,5 V oder vorteilhaft ca. 3,6 V. Bevorzugt weisen die Akkuzellen eine Zylinderform auf, wobei andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Formen möglich sind. Vorteilhaft weist das Akkupack mehrere Akkuzellen auf, beispielsweise zumindest zwei, drei, vier, fünf oder zehn. Die Akkuzellen sind parallel und/oder in Reihe geschaltet. Insbesondere bei Lithiumionenzellen ist es möglich, 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 Zellenhalters bzw. des Zellenträger in unterschiedlichen Akkupacks erreicht werden kann. Es ist auch denkbar, dass das Akkupack auch als Brennstoffzelle, Kondensator oder als ein anderweitiger, einem Fachmann sinnvoll erscheinender Energiespeicher oder als eine Kombination/Mehrung derer realisiert wird.
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Unter einem „Akkupack“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Energiespeichereinheit, insbesondere eine als Induktivladeakkupack ausgebildete Energiespeichereinheit, verstanden werden, die zumindest eine als eine Sekundärspule ausgebildete Induktionsspule aufweist.
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Unter einer Induktivladeeinheit soll eine Einheit zur Aufladung der Akkuzelle verstanden werden, die einen Ladestrom über Induktion empfängt und die zumindest die Induktivladespule und vorteilhaft eine Induktivladeelektronik umfasst. Bevorzugt umfasst die Induktivladeeinheit zudem zumindest einen Spulenkern zu einer Erhöhung einer Induktivität der zumindest einen Induktivladespule.
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Unter einem Spulenkern soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Mittel verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, ein elektromagnetisches Feld zu bündeln. Insbesondere ist der Spulenkern zumindest im Wesentlichen von einem Magnetwerkstoff, insbesondere einem ferromagnetischen, insbesondere einem weichmagnetischen, Werkstoff, gebildet.
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Unter einer Induktivladespule soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Spule mit mindestens einer Wicklung aus einem elektrisch leitenden Material verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, in zumindest einem Betriebszustand eine elektrische Energie, die bei einem Ladevorgang von einer Induktivladespule eines induktiven Ladegerät ausgesendet wird, zu empfangen und über die Ladeelektronik einer Akkuzelle zuzuführen. Insbesondere ist die Induktivladespule dazu vorgesehen, ein elektromagnetisches Wechselfeld in einen elektrischen Wechselstrom umzuwandeln und/oder umgekehrt. Bevorzugt weist das Wechselfeld eine Frequenz von 10 - 500 kHz, besonders bevorzugt von 100 - 150 kHz, auf.
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Vor zugsweise ist die Induktivladespule als eine gewickelte Spule ausgebildet, alternativ könnte die Spule als eine auf einer Platine aufgebrachte Spule ausgebildet sein. Insbesondere soll unter einem Ladevorgang ein Vorgang verstanden werden, bei dem eine Energie induktiv von dem induktiven Ladegerät 700 auf das Akkupack übertragen wird.
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Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche in den Figuren dargestellt sind. 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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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Die Zeichnungen sind schematisch und zeigen:
- 1 beispielhaft eine Ansicht einer Handwerkzeugmaschine mit einem eingesteckten Akkupack;
- 2 eine perspektivische Darstellung eines Ladegerätes;
- 3 eine perspektivische Darstellung eines Akkupacks;
- 4 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines Akkupacks das in einem Handwerkzeugsystem gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann;
- 5 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines Akkupacks das in einem Handwerkzeugsystem gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann;
- 6 eine Draufsicht einer dritten Ausführungsform eines Akkupacks das in einem Handwerkzeugsystem gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann; und
- 7 ein Ausschnitt eines Blockschaltbilds einer möglichen Ausführungsform einer Ladeelektronik eines induktiven Ladegerätes, das in einem Handwerkzeugsystem gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann.
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Die 1 zeigt ein als Handwerkzeugmaschine 300 ausgebildetes Elektrogerät, welches beispielhaft als Akku-Bohrschrauber ausgebildet ist. Entsprechend ist die Handwerkzeugmaschine 300 in der dargestellten Ausführungsform zur netzunabhängigen Stromversorgung mechanisch und elektrisch mit einem Akkupack 100 verbunden. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Akku-Bohrschrauber beschränkt ist, sondern vielmehr bei unterschiedlichen Handwerkzeugmaschinen 300 Anwendung finden kann. Die Handwerkzeugmaschine 300 weist ein in einem Gehäuse 305 angeordnetes Getriebe 330 zur Übertragung eines von einem Antriebsmotor 335 erzeugten Drehmomentes auf eine um eine Achse x rotierende Antriebswelle, an welcher eine Werkzeugaufnahme 320 für ein nicht dargestelltes Werkzeug befestigt ist, und einen Handgriff 315 auf. Innerhalb des Gehäuses 305 ist eine Elektronik 370 angeordnet, welche in elektronischem und/oder mechanischem Kontakt mit dem Antriebsmotor 335 und/oder dem Getriebe 330 steht. Der Handgriff 315 dient als Auflagefläche für eine Hand eines Bedieners der Handwerkzeugmaschine 300 und weist in der Regel eine Längsachse y, eine Vorderseite 317, die entlang einer Achse x in Richtung der Werkzeugaufnahme 320 zeigt, eine Rückseite 316, und zwei Seitenflächen 318 auf.
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Im Bereich des Handgriffes 315 ist ein erstes Bedienelement 310 für die Energieversorgung des Antriebsmotors 335 angeordnet, wobei das erste Bedienelement 310 aus dem Gehäuse 305 für den Benutzer manuell zugänglich herausragt, so dass in einer an sich bekannten Art und Weise durch eine Druckbewegung des ersten Bedienelementes 310 eine Steuerung und/oder Regelung des Antriebsmotors bevorzugterweise in Abhängigkeit vom Verstellweg des ersten Bedienelementes 310 ermöglicht werden kann, und auch die Spannungsversorgung für den Antriebsmotor 335 ein- und/oder ausgeschaltet werden kann. Ferner weist die Handwerkzeugmaschine 300 ein zweites Bedienelement 312 in Form eines Schiebeschalters zum Einstellen der Drehrichtung des Antriebsmotors 335 der Handwerkzeugmaschine 300 auf. Das zweite Bedienelement 312 ist senkrecht zur Drehachse x der Antriebswelle, insbesondere der Werkzeugaufnahme 320 der Handwerkzeugmaschine 300, verschieblich angeordnet, so dass das zweite Bedienelement 312 bei Betätigung zwischen einer ersten Position, einer zweiten Position und einer dritten Position hin und her bewegt werden kann. Dabei legen jeweils die erste und zweite Position eine Drehrichtung des Antriebsmotors fest. Somit kann der Benutzer der Handwerkzeugmaschine 300 bereits anhand der Positionen des zweiten Bedienelements 312 erkennen, in welchem Arbeitsmodus die Handwerkzeugmaschine 300 arbeitet. Zusätzlich weist das zweite Schaltelement zwischen der ersten Position und der zweiten Position eine dritte Position, beispielsweise eine Mittelstellung, auf, wobei in der dritten Position eine elektrische, elektromechanische und/oder mechanische Unterbrechung des Motorstroms erfolgt. So kann zum Beispiel die Bedienung des ersten Schaltelementes 310 mechanisch gesperrt sein, wobei das zweite Bedienelement 312 bei Bewegung in eine dritte Position verriegelnd auf das erste Schaltelement 310 wirkt. Dabei kann das zweite Bedienelement 312 wie dargestellt als Schiebeschalter oder alternativ als Kippschalter ausgeführt sein.
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Das erste Bedienelement 310 und das zweite Bedienelement 312 sind entlang der Drehachse x derart angeordnet, dass es möglich ist, sowohl das erste als auch das zweite Bedienelement 310, 312 mit dem Zeigefinger oder Mittelfinger zu betätigen. Dabei ist der Abstand zwischen dem ersten Bedienelement 310 und dem zweiten Bedienelement 312 so gewählt, dass eine Einhandbedienung der Handwerkzeugmaschine 300 möglich ist. Beide Bedienelemente 310, 312 sind ferner in einem Bereich unterhalb der Drehachse x angeordnet und ragen aus dem Gehäuse 305 heraus.
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In der in der 1 gezeigten Position ist das Akkupack 100 an dem Handgriff 315 der Handwerkzeugmaschine 300 befestigt und durch Verriegelungsmittel verriegelt. Durch die Anordnung des Akkupacks 100 unterhalb des Handgriffs 315 wird die Bedienung der Handwerkzeugmaschine 300 nicht gestört. Die nicht im Detail dargestellten Verriegelungsmittel umfassen unter anderem ein Verriegelungselement und ein Betätigungselement 220. Durch Betätigung des Betätigungsmittels 220 kann das Akkupack 100 von dem Handgriff 315 der Handwerkzeugmaschine 300 gelöst werden. Ferner weist die Handwerkzeugmaschine 300 eine Schnittstelle 380 auf.
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Das in 1 dargestellte Akkupack 100 ist als Schiebeakkupack ausgeführt, und weist eine zur Schnittstelle 380 der Handwerkzeugmaschine 300 korrespondierende Schnittstelle 180 auf. Alternativ zum Schiebeakkupack ist auch eine Ausführung als Dreh- oder Schwenkakkupack möglich, wobei das Akkupack 100 an der der Schwenkachse gegenüberliegenden Seite durch Verrasten, Verschrauben, Verklemmen oder Verspannen an dem Gehäuse 305 der Handwerkzeugmaschine 300 lösbar arretiert werden kann. Auf diese Weise kann wirksam einem möglichen Abfallen des Akkupacks vom Gehäuse 305 entgegengewirkt werden.
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Zum lösbaren Anbringen des Akkupacks 100 an einer Handwerkzeugmaschine 300 oder an einem Ladegerät 700 weist das Akkupack 100 eine Schnittstelle 180 zur lösbaren mechanischen und elektrischen Verbindung mit einer korrespondierenden Schnittstelle 380 der Handwerkzeugmaschine 300 oder einer korrespondierende Schnittstelle 780 des Ladegerätes 700 auf. Über die Schnittstellen 180, 380, 780 kann das Akkupack 100 der Handwerkzeugmaschine 300 und/oder dem Ladegerät 700 zugeordnet werden.
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2 zeigt ein Ladegerät 700. Das Ladegerät 700 ist über ein Netzkabel 790 mit dem Stromnetz verbunden und weist eine nicht dargestellte Ladeelektronik auf, die dazu ausgelegt ist, den Ladevorgang eines in den 3 bis 6 im Detail dargestellten Akkupacks 100 zu steuern.
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Das in 2 dargestellte Ladegerät 700 weist eine Ladeschnittstelle 780 auf, um mit einer korrespondierenden Schnittstelle 180 des in 3 dargestellten Akkupacks 100 eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Ladegerät 700 und dem Akkupack 100 herzustellen. In der dargestellten Ausführungsform weist die Ladeschnittstelle 780 Gegenkontaktelemente 740 auf, die mit korrespondierenden Kontaktelementen 140 des Akkupacks 100 zusammenwirken, um sowohl Ladestrom zu übertragen als auch Informationen zwischen dem Ladegerät 700 und dem Akkupack 100 auszutauschen. Dabei ist jedem der Gegenkontaktelemente 740 eine spezifische Funktion zugewiesen, die festgelegt ist und nicht veränderbar ist. Bei dieser spezifischen Funktion kann es sich beispielsweise um die Übertragung einer vordefinierten Information in Form eines von einem korrespondierenden Kontaktelement des Akkupacks 100 übertragenen Signals oder um die Kontaktierung eines festgelegten elektrischen Pols des Akkupacks 100 beim Ladevorgang handeln.
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Die 3 bis 6 zeigen verschiedene mögliche Ausführungsformen eines Akkupacks 100, das in dem Handwerkzeugsystem gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen kann. Das Akkupack weist jeweils ein Gehäuse 110 auf, welches beispielsweise, wie in 3 dargestellt, aus einer ersten Gehäusekomponente 120 und einer zweiten Gehäusekomponente 130 auf. Innerhalb des Gehäuses 110 nimmt das Akkupack 100 zumindest eine, vorzugsweise und hier dargestellt eine Mehrzahl parallel oder seriell verschaltete Akkuzellen 400 auf. Der Akkupack 100 ist zumindest in der in 3 dargestellten Ausführungsvariante als Schiebeakkupack ausgebildet.
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Die in 4 dargestellte Ausführungsform eines Akkupacks 100 weist zehn Akkuzellen 400 auf, die in zwei Lagen mit jeweils fünf Akkuzellen 400 angeordnet sind. Ferner weist das Akkupack drei Heizelemente 670 und eine Heizsteuerung 680 auf. Jeweils ein Heizelement 670 ist oberhalb und eines unterhalb der Akkuzellen 400 angeordnet und ein drittes Heizelement 670 ist horizontal zwischen den beiden Lagen Akkuzellen 400 angeordnet.
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Die in 5 dargestellte Ausführungsform eines 100 weist hingegen nur eine Lage mit fünf Akkuzellen 400 auf, so dass ein Heizelement 670 oberhalb der Akkuzellen 400 und ein Heizelement 670 unterhalb der Akkuzellen angeordnet ist.
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In 6 eine weitere Ausführungsform eines Akkupack 100 in einer Draufsicht dargestellt, wobei erkennbar ist, dass jeweils ein Heizelement 670 seitlich von den Akkuzellen 400 angeordnet ist.
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Grundsätzlich ist es bei allen Ausführungsformen des Akkupacks 100 mit Heizelement 670 von Vorteil, wenn die Steuereinheit oder die Heizelektronik 680 dazu eingerichtet ist, die verwendeten Heizelemente 670 über das Ladegerät 700 und nicht über die Akkuzellen 400 mit Strom zu versorgen.
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Nicht im Detail dargestellt, aber grundsätzlich von Vorteil ist es, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist ein erstes Temperatursignal und/oder ein zweites Temperatursignal über die Schnittstelle empfangen und/oder wenigstens ein Kontaktelement der Schnittstelle bildet unmittelbar ein Temperatursensor aus.
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Die 7 zeigt ein Blockschaltbild eines induktiven Ladegerätes 700, das in einem Handwerkzeugsystem gemäß der vorliegenden Erfindung zur kontaktlosen und/oder drahtlosen Energieübertragung zum Einsatz kommen kann. Bei dem Blockschaltbild der Ladeelektronik des induktiven Ladegerätes 700 ist das Heizelement 670 in Form einer Primärspule L1 ausgeführt ist. Der Fachmann entnimmt diesem Schaltbild unmittelbar, dass der Kondensator C1, zwei Schalter S1 und S2, und das Relais K1 derart zusammenwirken, dass bei Bedarf die Primärspule L1 mit Strom versorgt wird um die Heizwirkung der Primärspule L1 abzurufen. Ist dies der Fall, so wird die Primärspule L1 über das Relais K1 mit einer Gleichspannung, sowie mit der lokalen Masse verbunden. Hierbei wird der Kondensator C1 überbrückt. Ferner stellen die S1 und S2 Schaltelemente der Halbbrücke dar, für die vorliegende Erfindung bedarf es für den Fachmann keiner weiteren Erläuterung.
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Die Heizleistung des Heizelementes befindet sich im Bereich zwischen 0,2 Watt und 20 Watt, vorteilhafterweise zwischen 0,5 Watt und 15 Watt, besonders bevorzugt zwischen 2 Watt und 10 Watt, insbesonders bevorzugt zwischen 5 Watt und 10 Watt. Dabei ist die die Steuereinheit des Handwerkzeugsystems derart ausgebildet, dass bei Erreichen der definierten optimalen Ladetemperatur nur dann der Ladevorgang beginnt, wenn eine Ladekapazität des Akkupacks 100 einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet
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In einer alternativen nicht im Detail dargestellten Ausführungsform wäre es auch möglich die Anordnung von L1 und C1 zu tauschen, wobei in diesem Fall, durch den Massebezug von L1, ein überbrücken von C1 nicht mehr notwendig wäre.
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Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen sowie Kombinationen von Merkmalen umfassen können.
