DE102020201267A1

DE102020201267A1 - Akkuschnittstelle, Verbraucher mit einer Akkuschnittstelle und System aufweisend einen Verbraucher und einen Akkupack

Info

Publication number: DE102020201267A1
Application number: DE102020201267.9A
Authority: DE
Inventors: Markus Hahl; Andrej Albrecht; Tobias Roehm
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-02-03
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2021-08-05

Abstract

Akkuschnittstelle zur lösbaren Verbindung eines Verbrauchers mit einem Akkupack, wobei die Akkuschnittstelle eine Auswurfvorrichtung zum Auswurf des Akkupacks mit einer Auslösekraft aufweist, wobei die Auswurfvorrichtung mittels einer Betätigungskraft auslösbar ist, wobei eine Betätigungsrichtung der Betätigungskraft und eine Auslöserichtung einer Auslösekraft entgegengesetzt zueinander sind. Es wird vorgeschlagen, dass die Betätigungskraft einen kleineren Betrag als die Auslösekraft aufweist.

Description

Stand der Technik
Mobile Markierungssysteme mit einem Rotationslaser sind bereits aus der DE 10 2013 217 379 bekannt. Aus der DE 10 2005 020 358 ist ein Elektrogerät mit einer Stromversorgungseinheit bekannt, wobei das Elektrogerät eine Auswurffeder zum Auswerfen der Stromversorgungseinheit aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Akkuschnittstelle zur lösbaren Verbindung eines Verbrauchers mit einem Akkupack, wobei die Akkuschnittstelle eine Auswurfvorrichtung zum Auswurf des Akkupacks mit einer Auslösekraft aufweist, wobei die Auswurfvorrichtung mittels einer Betätigungskraft auslösbar ist, wobei eine Betätigungsrichtung der Betätigungskraft und eine Auslöserichtung einer Auslösekraft entgegengesetzt zueinander sind. Es wird vorgeschlagen, dass die Betätigungskraft einen kleineren Betrag als die Auslösekraft aufweist. Vorteilhaft kann dadurch ein verbesserter Auswurf des Akkupacks realisiert werden.
Die Akkuschnittstelle kann dem Verbraucher und/oder dem Akkupack zugeordnet sein. Die Akkuschnittstelle ist insbesondere zur mechanischen Verbindung des Akkupacks mit dem Verbraucher ausgebildet.
Vorzugsweise weist die Akkuschnittstelle zumindest ein Führungselement auf, das zur Führung des Akkupacks beim Verbinden des Akkupacks mit dem Verbraucher entlang einer Führungsrichtung bzw. Verbindungsrichtung ausgebildet ist. Das Führungselement kann beispielsweise als eine Führungsschiene oder als eine Führungsnut ausgebildet sein.
Unter einer Auslösekraft soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Kraft verstanden werden, die im ausgelösten Zustand der Auswurfvorrichtung auf den Akkupack wirkt. Die Auslöserichtung der Auslösekraft ist vorzugsweise koaxial oder parallel zu der Führungsrichtung ausgebildet. Alternativ wäre auch denkbar, dass die Auslöserichtung kreuzend zu der Führungsrichtung ausgebildet ist. Alternativ wäre auch denkbar, dass die Betätigungsrichtung und die Auslöserichtung kreuzend oder senkrecht zueinander ausgebildet sind.
Die Betätigungskraft kann manuell über eine Betätigung durch einen Benutzer oder semi-automatisch über einen Aktor, der im Verbraucher oder im Akkupack angeordnet ist, aufgebracht werden.
Der Akkupack ist insbesondere Teil eines Systems, das sich aus dem Akkupack und dem Verbraucher zusammensetzt, wobei der Verbraucher während des Betriebs über den Akkupack mit Energie versorgt wird. Der Akkupack ist insbesondere als ein Wechselakkupack ausgebildet. Bevorzugt ist der Akkupack als ein Handwerkzeugmaschinenakkupack zur Versorgung einer Handwerkzeugmaschine mit Energie ausgebildet. Der Akkupack ist insbesondere verbindbar mit einer Ladevorrichtung zum Aufladen des Akkupacks ausgebildet. Der Akkupack weist ein Akkupackgehäuse auf, in welchem zumindest eine Akkuzelle angeordnet ist. Die Akkuzelle kann als eine galvanische Zelle ausgebildet sein, die einen Aufbau aufweist, bei dem ein Zellpol an einem Ende und ein weiterer Zellpol an einem gegenüberliegenden Ende zu liegen kommen. Insbesondere weist die Akkuzelle an einem Ende einen positiven Zellpol und an einem gegenüberliegenden Ende einen negativen Zellpol auf. Bevorzugt sind die Akkuzellen als NiCd- oder NiMh-, besonders bevorzugt als lithiumbasierte Akkuzellen bzw. Li-Ionen Akkuzellen, ausgebildet. Die Akkuspannung des Akkupacks ist in der Regel ein Vielfaches der Spannung einer einzelnen Akkuzelle und ergibt sich aus der Schaltung (parallel oder seriell) der Akkuzellen. Bei gängigen Akkuzellen mit einer Spannung von 3,6 V ergeben sich somit beispielhafte Akkuspannung von 3,6 V, 7,2 V, 10, 8 V, 14,4 V, 18 V, 36 V, 54 V, 108 V etc. Bevorzugt ist die Akkuzelle als zumindest im Wesentlichen zylinderförmige Rundzelle ausgebildet, wobei die Zellpole an Enden der Zylinderform angeordnet sind. Das Akkupackgehäuse ist insbesondere als ein Außengehäuse ausgebildet. Das Akkupackgehäuse kann ein oder mehrere Gehäuseteile aufweisen. Die Gehäuseteile sind miteinander kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden.
Der Verbraucher kann insbesondere als ein Gartengerät, wie beispielsweise ein Rasenmäher oder eine Heckenschere, als ein Haushaltsgerät, wie beispielsweise einem elektrischen Fensterreiniger oder Handstaubsauger, als eine Handwerkzeugmaschine, wie beispielsweise ein Winkelschleifer, ein Schrauber, eine Bohrmaschine, ein Bohrhammer, etc. oder als ein Messgerät, wie beispielsweise ein Laserentfernungsmessgerät oder ein Rotationslaser, ausgebildet sein. Des Weiteren ist auch denkbar, dass der Verbraucher als ein anderes insbesondere tragbares Gerät ausgebildet ist, wie beispielsweise eine Baustellenbeleuchtung, ein Absauggerät oder ein Baustellenradio. Über die Akkuschnittstelle ist der Akkupack kraft- und/oder formschlüssig mit dem Verbraucher verbindbar.
Zudem weist die Akkuschnittstelle insbesondere zumindest eine elektrische Schnittstelle auf, über die der Akkupack mit dem Verbraucher und/oder mit der Ladevorrichtung elektrisch verbindbar ist. Über die elektrische Schnittstelle kann der Akkupack beispielsweise geladen und/oder entladen werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass über die elektrische Schnittstelle Informationen übermittelbar sind. Die elektrische Schnittstelle ist bevorzugt als eine Kontaktschnittstelle ausgebildet, bei der die elektrische Verbindung über einen physischen Kontakt zumindest zweier leitfähiger Bauteile erfolgt. Die elektrische Schnittstelle umfasst bevorzugt zumindest zwei elektrische Kontaktelemente. Insbesondere ist einer der elektrischen Kontaktelemente als Plus-Kontakt und das andere elektrische Kontaktelement als Minus-Kontakt ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Schnittstelle ein sekundäres Ladespulenelement zur induktiven Ladung aufweisen. Zusätzlich kann die elektrische Schnittstelle zumindest einen Zusatzkontakt aufweisen, der dazu ausgebildet ist, zusätzliche Informationen an den Verbraucher und/oder an die Ladevorrichtung zu übertragen. Vorzugsweise weist der Akkupack eine Akkupackelektronik auf, wobei die Akkupackelektronik eine Speichereinheit umfassen kann, auf der die Informationen abgespeichert sind. Zusätzlich oder alternativ ist ebenfalls denkbar, dass die Informationen von der Akkupackelektronik ermittelt werden. Bei den Informationen kann es sich beispielsweise um einen Ladezustand des Akkupacks, eine Temperatur innerhalb des Akkupacks, eine Kodierung oder einer Restkapazität des Akkupacks handeln. Es ist zudem denkbar, dass die Akkupackelektronik dazu ausgebildet ist, den Lade- und/oder Entladevorgang des Akkupacks zu regeln oder zu steuern. Die Akkupackelektronik kann beispielsweise eine Leiterplatte, eine Recheneinheit, eine Steuereinheit, einen Transistor, einen Kondensator, und/oder die Speichereinheit aufweisen. Die Elektronik kann zudem ein oder mehrere Sensorelemente aufweisen, beispielsweise einen Temperatursensor zur Ermittlung der Temperatur innerhalb des Akkupacks. Die Akkupackelektronik kann alternativ oder zusätzlich ein Kodierungselement, wie beispielsweise ein Kodierungswiderstand, aufweisen.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Betrag der Auslösekraft um zumindest im Wesentlichen 200 %, vorzugsweise um zumindest im Wesentlichen 400 %, bevorzugt um zumindest im Wesentlichen 600 %, größer ist als der Betrag der Betätigungskraft. Vorteilhaft kann dadurch der Auswurfprozess für den Benutzer weiter optimiert werden. Insbesondere ist die Betätigungskraft kleiner als im Wesentlichen 60 N, vorzugsweise kleiner als im Wesentlichen 40 N, bevorzugt kleiner als im Wesentlichen 30 N. Insbesondere ist die Auslösekraft kleiner als im Wesentlichen 250 N, vorzugsweise kleiner als im Wesentlichen 200 N, bevorzugt kleiner als im Wesentlichen 180 N.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Auswurfvorrichtung im Bereich des zumindest einen Führungselements angeordnet ist. Vorteilhaft kann dadurch ein Verkanten des Akkupacks beim Auswerfen verhindert werden. Die Auswurfvorrichtung ist insbesondere in unmittelbarer Nähe des Führungselements angeordnet. Insbesondere ist die Auswurfvorrichtung derart ausgebildet, dass ein Angriffspunkt der Betätigungskraft direkt auf einem Führungselement des Verbrauchers oder des Akkupacks angeordnet ist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Akkuschnittstelle zumindest eine Verriegelungsvorrichtung aufweist, die über ein Betätigungselement betätigbar ist. Vorteilhaft kann dadurch eine sichere Anbringung des Akkupacks am Verbraucher realisiert werden. Insbesondere ist die Auswurfvorrichtung derart ausgebildet, dass die Auswurfvorrichtung durch eine Entriegelung der Verriegelungsvorrichtung auslösbar ist. Das Betätigungselement kann beispielsweise als Knopf, Hebel oder als Taster ausgebildet sein. Die Verriegelungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, den Akkupack mit dem Verbraucher und/oder der Ladevorrichtung zu verriegeln. Das Betätigungselement kann an dem Verbraucher oder dem Akkupack angeordnet sein. Die Betätigungskraft entspricht insbesondere der Kraft die benötigt wird, um das Betätigungselement derart zu bewegen, dass die Verriegelung gelöst wird.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Auswurfvorrichtung ein Rückstellelement und ein Auswurfelement aufweist, wobei das Auswurfelement beweglich mit dem Verbraucher oder dem Akkupack verbunden ist. Das Auswurfelement und das Rückstellelement können einstückig miteinander ausgebildet sein. Das Rückstellelement ist vorzugsweise als ein Federelement, beispielsweise eine Schraubenfeder, eine Ringfeder oder eine Spiralfeder, ausgebildet. Insbesondere ist das Federelement als eine Druckfeder oder eine Zugfeder ausgebildet. Vorzugsweise liegt die Federrate des Federelements in einem Bereich zwischen 10 N/mm und 50 N/mm, bevorzugt zwischen 15 N/mm und 25 N/mm.
Weiterhin betrifft die Erfindung einen Verbraucher, insbesondere ein Messgerät, mit einer Akkupackaufnahme, wobei die Akkupackaufnahme eine Öffnung aufweist, über die ein Akkupack vollständig in die Akkupackaufnahme einführbar und über eine Verriegelungsvorrichtung verriegelbar ist, mit einer in der Akkupackaufnahme angeordneten Akkuschnittstelle zur lösbaren Verbindung eines Verbrauchers mit einem Akkupack. Es wird vorgeschlagen, dass die Akkuschnittstelle eine Auswurfvorrichtung zum Auswurf des Akkupacks mit einer Auslösekraft aufweist, wobei ein Angriffspunkt der Auslösekraft innerhalb der Akkupackaufnahme angeordnet ist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Auswurfvorrichtung derart ausgebildet ist, dass ein mit der Auslösekraft beaufschlagter Akkupack eine Bewegung durchführt, an deren Ende der Akkupack einen geringeren Abstand zur Öffnung aufweist als in einem verriegelten Zustand. Vorteilhaft erleichtert dies die Entnahme des Akkupacks aus der Akkupackaufnahme. Der Verbraucher weist vorzugsweise eine Standfläche auf, auf der der Verbraucher im Betrieb und beim Lösen oder Verbinden steht. Die Auslöserichtung der Auslösekraft ist vorzugsweise parallel zu der Standfläche oder auf die Standfläche gerichtet. Alternativ ist auch denkbar, dass die Auslöserichtung der Auslösekraft von der Standfläche weg gerichtet ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass eine Strecke der Bewegung zumindest 5 % der Länge des Akkupacks oder der Akkupackaufnahme, vorzugsweise 10 % der Länge des Akkupacks oder der Akkupackaufnahme entspricht. Alternativ ist auch denkbar, dass eine Strecke der Bewegung zumindest 5 mm, vorzugsweise 9 mm, bevorzugt 15 mm, entspricht. Vorteilhaft kann dadurch eine werkzeuglose Entnahme des Akkupacks sichergestellt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Öffnung verschließbar ausgebildet ist, insbesondere über ein Deckelelement verschließbar ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch die Akkupackaufnahme wirksam vor einem Eindringen von Staub und/oder Flüssigkeiten geschützt werden. Das Deckelelement kann vollständig lösbar von einem Gehäuse des Verbrauchers ausgebildet sein. Es ist ebenso denkbar, dass das Deckelelement beweglich am Gehäuse des Verbrauchers befestigt ist, beispielsweise über ein oder mehrere Scharniere.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Deckelelement ein Verriegelungselement zur Verriegelung des Deckelelements mit dem Gehäuse des Verbrauchers aufweist. Vorteilhaft kann dadurch sichergestellt werde, dass sich das Deckelelement nicht ungewollt löst. Das Verriegelungselement ist vorzugsweise beweglich am Deckelelement befestigt. Alternativ wäre ebenso denkbar, dass das Verriegelungselement am Gehäuse des Verbrauchers beweglich befestigt ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Verbraucher eine Dichteinheit aufweist, die im Bereich der verschließbaren Öffnung angeordnet ist, wobei die Dichteinheit dazu ausgebildet ist, im verschlossenen Zustand ein Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Schmutz in die Akkupackaufnahme zu verhindern. Insbesondere weist die Dichteinheit ein Dichtelement auf, das als ein um die verschließbare Öffnung umlaufender Dichtring ausgebildet ist. Vorteilhaft kann durch die Dichteinheit der Schutz der Akkupackaufnahme weiter verbessert werden.
Zudem betrifft die Erfindung ein System aufweisend einen Verbraucher wie zuvor beschrieben und einen Akkupack, wobei der Akkupack eine Verriegelungsvorrichtung mit einem Betätigungselement aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement des Verbrauchers und das Betätigungselement des Akkupacks miteinander mechanisch derart gekoppelt sind, dass bei einer Betätigung des Verriegelungselements gleichzeitig eine Betätigung des Betätigungselements erfolgt. Vorteilhaft kann dadurch ein besonders komfortabel zu bedienendes System bereitgestellt werden.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, 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.
Es zeigen:

Fig. la eine Vorderansicht eines als Messgerät ausgebildeten Verbrauchers;
1b eine perspektivische Ansicht eines Akkupacks;
1c eine Vorderansicht des Verbrauchers ohne Deckelelement;
1d eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Akkuschnittstelle;
1e eine Vorderansicht des Verbrauchers gemäß 1c mit eingesetzten und verriegelten Akkupack;
2 ein Querschnitt durch den Verbraucher gemäß 1e;
3 eine perspektivische Teilansicht einer erfindungsgemäßen Auswurfvorrichtung.

In Fig. la ist ein Verbraucher 10 gezeigt, der beispielhaft als ein Messgerät 12 bzw. als ein Rotationslaser für Nivellierarbeiten ausgebildet ist. Das Messgerät 12 ist als ein akkubetriebenes Messgerät 12 ausgebildet. Das Messgerät 12 ist lösbar mit einem Akkupack 200 verbindbar, der in 1b in einer perspektivischen Ansicht gezeigt ist.
Das Messgerät 12 weist ein Gehäuse 14 auf, das ein erstes Gehäuseteil 16 und ein zweites Gehäuseteil 18 umfasst. Das Gehäuse 14 ist als ein Außengehäuse ausgebildet. Das erste Gehäuseteil 16 ist beispielhaft am unteren Ende des Messgeräts 12 angeordnet und weist eine Standfläche 20 auf, auf der das Messgerät 12 zur Lagerung oder zum Betrieb gestellt werden kann. Die Standfläche 20 umfasst zudem eine nicht dargestellte Koppeleinheit zur Kopplung mit einem nicht dargestellten Baustativ. Zudem umfasst das erste Gehäuseteil 16 einw Akkupackaufnahme 22, die zur Aufnahme des Akkupacks 200 ausgebildet ist. Die Akkupackaufnahme 22 ist im inneren des Gehäuses 14, insbesondere des ersten Gehäuseteils 16, angeordnet. Zudem ist die Akkupackaufnahme 22 beispielhaft verschließbar ausgebildet. Hierzu umfasst das Messgerät 12 ein Deckelelement 24, das beispielhaft auf der Vorderseite des Messgeräts 12 angeordnet ist. Das Deckelelement 24 ist über ein Scharnier 26 mit dem Gehäuse 14, insbesondere dem ersten Gehäuseteil 16, des Messgeräts 12 verbunden. Somit ist das Deckelelement 24 beweglich am Gehäuse 14 des Messgeräts 12 befestigt. Um einen komfortablen Verbindungsprozess mit dem Akkupack 200 bereitzustellen, ist das Deckelelement 24 derart ausgebildet, dass es zwischen einer geschlossenen Position und einer vollständig geöffneten Position um zumindest 80°, vorzugsweise um zumindest 90°, um die Drehachse 28 schwenkbar ist. Die Drehachse 28 wird dabei von dem Scharnier 26 definiert.
Das Deckelelement 24 ist in Fig. la in der geschlossenen Position dargestellt. In der geschlossenen Position ist das Deckelelement 24 beispielhaft verriegelbar ausgebildet. Die Verriegelung des Deckelelements 24 erfolgt dabei über ein Verriegelungselement 30. Das Verriegelungselement 30 ist beispielhaft am Deckelelement 24 beweglich befestigt. Das Verriegelungselement 30 ist von außen manuell von einem Benutzer betätigbar ausgebildet, wobei die Betätigung über eine lineare Schiebbewegung entlang der Drehachse 28 erfolgt. Alternativ wäre auch ebenso denkbar, dass das Verriegelungselement 30 als ein Druckknopf ausgebildet ist. Nur in der geschlossenen Position des Deckelelements 24 ist das Verriegelungselement 30 derart betätigbar ausgebildet, dass es im betätigten Zustand in eine korrespondierende Kontur des Gehäuses 14 des Messgeräts 12 eingreift und somit das Deckelelement 24 mit dem Gehäuse 14 des Messgeräts 12 zusätzlich formschlüssig verbindet, sodass die Akkupackaufnahme 22 nicht geöffnet werden kann.
Das zweite Gehäuseteil 18 umfasst eine Lasereinheit 32, die für Nivellierarbeiten ausgebildet ist. Die Lasereinheit 32 sitzt dabei auf dem Gehäuse 14 des Messgeräts 12 auf. Im inneren des Gehäuses 14, insbesondere des zweiten Gehäuseteils 18, ist eine Elektronik 34 angeordnet. Die Elektronik 34 ist zur Steuerung oder Regelung des Messgeräts 12 ausgebildet. Zudem weist das Messgerät 12 eine Benutzerschnittstelle 36 auf, die wiederum einen Bildschirm 38 und mehrere Bedienelemente 40 zur manuellen Steuerung des Messgeräts 12 umfasst. Über die Elektronik 34 ist die Benutzerschnittstelle 36 mit der Lasereinheit 32 zur Steuerung dieser verbunden.
Das erste Gehäuseteil 16 weist eine einzelne Öffnung 42 auf, die über das Deckelelement 24 verschließbar ausgebildet ist. Das erste Gehäuseteil 18 ist nach außen hin geschlossen und im Wesentlichen dicht ausgebildet. Somit kann Feuchtigkeit im Wesentlich nur über das erste Gehäuseteil 16, insbesondere die Öffnung 42, in das Gehäuse 14 des Messgeräts 12 eindringen. Um die Elektronik 34 im inneren des zweiten Gehäuseteils 18 wirksam vor Feuchtigkeit zu schützen, weist das Messgerät eine Dichteinheit 44 auf. In 1c ist das Messgerät 12 ohne Deckelelement 24 gezeigt. Die Dichteinheit 44 umfasst ein erstes Dichtelement 46 und ein zweites Dichtelement 48. Das erste Dichtelement 46 ist im Bereich der Öffnung 42 angeordnet und beispielhaft als ein umlaufender Dichtring 50 aus einem Elastomer ausgebildet. Durch das erste Dichtelement 46 ist die Akkupackaufnahme 22 im geschlossenen Zustand wirksam vor einem Eindringen von Feuchtigkeit geschützt. Das zweite Dichtelement 48 ist im Bereich zwischen dem ersten Gehäuseteil 16 und dem zweiten Gehäuseteil 18 angeordnet. Bei der Montage des ersten Gehäuseteils 16 mit dem zweiten Gehäuseteil 18 werden diese beiden Gehäuseteile 16, 18 kraft- und formschlüssig über eine Schraubverbindung miteinander verbunden. Das zweite Dichtelement 48 ist derart zwischen den Gehäuseteilen 16, 18 angeordnet, dass der Verbindungsbereich nach außen abgedichtet ist. Vorzugsweise ist das zweite Dichtelement 48 derart ausgebildet, dass das zweite Gehäuseteil 18 zusätzlich gegenüber dem ersten Gehäuseteil 16 abgedichtet ist. Alternativ wäre auch denkbar, dass ein weiteres Dichtelement diese Funktion übernimmt.
Das Messgerät 12 umfasst zudem vier Tragegriffe 52, wobei die beiden Gehäuseteile 16, 18 jeweils zwei Tragegriffe 52 umfassen. Die Tragegriffe 52 des ersten Gehäuseteils 16 bilden dabei teilweise die Standfläche 20.
Der Akkupack 200 ist beispielhaft als ein Handwerkzeugmaschinenakkupack 201 vorgesehen. Als Handwerkzeugmaschinenakkupack 201 ist der Akkupack 200 zum Einsatz mit einer Handwerkzeugmaschine wie beispielsweise einem Bohrhammer vorgesehen. Der Akkupack 200 weist ein Akkupackgehäuse 204 auf, in welchem beispielhaft zehn Akkuzellen (nicht dargestellt), aufgenommen sind. Der Akkupack 200 ist über eine Akkuschnittstelle 100 mit dem Messgerät 12 verbindbar ausgebildet.
Die Akkuschnittstelle 100 ist beispielhaft dem Verbraucher 10 bzw. dem Messgerät 12 zugeordnet. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Akkuschnittstelle 100 dem Akkupack 200 oder einer nicht dargestellten Ladevorrichtung zugeordnet ist. Die Akkuschnittstelle 100 ist vollständig in der Akkupackaufnahme 22 des Messgeräts 12 angeordnet und in 1c zu sehen. Die Akkuschnittstelle 100 ist zur mechanischen und elektrischen Verbindung des Messgeräts 12 mit dem Akkupack 200 ausgebildet.
In 1d ist die Akkuschnittstelle 100 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Zur mechanischen Verbindung umfasst die Akkuschnittstelle 100 Führungselemente 102. Beispielhaft umfasst die Akkuschnittstelle 100 zwei Führungselemente 102, die als Führungsschienen 104 ausgebildet sind und auf einer Seite jeweils eine Führungsnut 106 begrenzen. Beim Verbinden des Akkupacks 100 mit dem Messgerät 12 wird der Akkupack 200 durch die Führungselemente 102 linear geführt. Dabei greifen die Führungselemente 102 der Akkuschnittstelle 100 in korrespondierende Führungselemente 206 des Akkupacks 200 ein. Die Führungselemente 206 des Akkupacks 200 sind als Führungsnuten 208 ausgebildet, die auf einer Seite von einer Führungsschiene 210 begrenzt werden.
Zur Verriegelung des Akkupacks 100 mit dem Messgerät 12 weist die Akkuschnittstelle 100 zudem eine Verriegelungsvorrichtung 110 auf. Die Verriegelungsvorrichtung 110 umfasst ein Verriegelungselement 111 beispielhaft in Form einer Tasche 113, die derart ausgebildet ist, dass ein korrespondierendes Verriegelungselement 212 des Akkupacks 200 eine kraft- und formschlüssige Verbindung mit diesem ausbilden kann. Das Verriegelungselement 212 des Akkupacks 200 ist drehbar im Akkupackgehäuse 202 gelagert und mit einem nicht dargestellten Rückstellelement mit einer Kraft in Richtung der Verriegelungsposition beaufschlagt. Das Verriegelungselement 212 des Akkupacks 200 ist mechanisch mit einem Betätigungselement 214 (siehe 1e) des Akkupacks 200 gekoppelt, das beispielhaft linear beweglich im Akkupackgehäuse 202 gelagert ist. Über eine lineare Betätigung bzw. einem Eindrücken des Betätigungselements 214 dreht sich das Verriegelungselement 212 entgegen der Rückstellkraft des Rückstellelements aus der verriegelten Position in das Akkupackgehäuse 202 hinein und damit in die entriegelte Position.
Beim Verbinden wird der Akkupack 200 solange eingeschoben, bis der Akkupack 200 einen Anschlag 108 des Messgeräts 12 beaufschlagt. Der Anschlag 108 wird beispielhaft durch eine Wandung 109 eines Kontakthalters 112 gebildet. Der Kontakthalter 112 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielhaft aus Kunststoff. Der Kontakthalter 112 umfasst beispielhaft fünf Kontaktelemente 114. Die Kontaktelemente 114 treten in der Wandung 109 aus dem Kontakthalter 112 nach außen, wobei sich die Wandung quer zu der Einschubrichtung 218 des Akkupacks 200 erstreckt. Die zwei äußeren Kontaktelemente 114 sind als Leistungskontakte 116 ausgebildet. Über die Leistungskontakte 116 wird der Verbraucher 10 mit Energie versorgt. Die inneren drei Kontaktelemente 114 sind als Signalkontakte 118 ausgebildet. Über die Signalkontakte 118 können Informationen zwischen dem Messgerät 12 und dem Akkupack 200, insbesondere zwischen der Elektronik 34 des Messgeräts 12 und einer nicht dargestellten Akkupackelektronik des Akkupacks 200, ausgetauscht werden. Beispielhaft kann ein Signalkontakt 118 dazu ausgebildet sein, eine Temperaturinformation eines Temperatursensors (nicht dargestellt) des Akkupacks 200 zu empfangen. Ein weiteres Signalkontakt 118 kann beispielhaft zur Verbindung mit einem Kodierwiderstand bzw. Kodierkontakt des Akkupacks 200 vorgesehen sein. Der Kontakthalter 112 ist fest mit dem Gehäuse 14 des Messgeräts 12, insbesondere dem ersten Gehäuseteil 16 des Messgeräts 12, verbunden. Der Kontakthalter 112 ist beispielhaft über eine Schraubverbindung mit dem ersten Gehäuseteil 16 kraft- und formschlüssig verbunden. Die Kontaktelemente 114 sind von dem Material des Kontakthalters 112 umspritzt. Die Führungselemente 102 und das Verriegelungselement 111 der Akkuschnittstelle 100 sind beispielhaft einstückig mit dem Kontakthalter 112 ausgebildet.
Zudem umfasst die Akkuschnittstelle 100 ein mechanisches Kodierelement 120. Das mechanische Kodierelement 120 ist dazu vorgesehen, eine Verbindung des Messgeräts 12 nur mit hierfür vorgesehenen Akkupacks zuzulassen. Das mechanische Kodierelement 120 ist als eine Ausnehmung im Kontakthalter 112 ausgebildet, die die Wandung 109 durchbricht. Insbesondere ist das mechanische Kodierelement 120 der Akkuschnittstelle 100 in Einschubrichtung hinter den freiliegenden Kontaktelementen 114 angeordnet. Die Ausnehmung bzw. das mechanische Kodierelement 120 ist beispielhaft rechteckig geformt. Das korrespondierend mechanische Kodierelement 216 des Akkupacks 200 ist in Einschubrichtung 218 des Akkupacks hinter den Führungsschienen 210 des Akkupacks 200 angeordnet.
In 1e ist die Messgerät 12 mit eingesetztem und verriegelten Akkupack 200 ohne Deckelelement 24 gezeigt. Der Akkupack 200 ist dabei vollständig in der Akkupackaufnahme 22 angeordnet, sodass diese mittels des Deckelelements 24 abschließbar ist.
In 2 ist ein Querschnitt durch dA Messgerät 12 mit eingesetztem Akkupack 200 in der Akkupackaufnahme 22 gezeigt. Im Querschnitt weist die Akkupackaufnahme 22 im Wesentlichen eine T-Form auf. Insbesondere weist die Akkupackaufnahme 22 eine in Einschubrichtung 218 des Akkupacks 200 gesehen vordere Breite 54 und eine hintere Breite 56 auf. Dabei ist die vordere Breite 54 größer als die hintere Breite 56. Die hintere Breite 56 erstreckt sich im Wesentlichen entlang des Bereichs, in welchem der Akkupack 200 im befestigten Zustand angeordnet ist. Die hintere Breite 56 ist dabei derart gewählt, dass sie eine Breite des Akkupacks 200 um höchstens 25%, vorzugsweise um höchstens 10%, übersteigt. Vorteilhaft wird dadurch die mechanische Stabilität des im Messgerät 12 befestigten Akkupacks 200 erhöht. Die vordere Breite 54 ist um zumindest 25%, bevorzugt und beispielhaft gezeigt um zumindest 50%, größer als die hintere Breite 56. Vorteilhaft kann dadurch ein teilweise gelöster Akkupack 200 aus der Akkupackaufnahme 22 leicht entnommen werden. Der Bereich der Akkupackaufnahme 22 mit der hinteren Breite 56 erstreckt sich im befestigten bzw. verriegelten Zustand im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Akkupacks 200. Somit ist der Akkupack 200 im verriegelten Zustand beabstandet zu dem Bereich mit der vorderen und größeren Breite 54 angeordnet. Durch den nicht vorhandenen oder nur sehr marginalen Überlapp mit dem Bereich mit der vorderen Breite 54 kann der Akkupack 200 aus dieser Stellung nicht manuell entnommen werden.
Aus diesem Grund weist die Akkuschnittstelle 100 einen Auswurfvorrichtung 130 auf. Die Auswurfvorrichtung 130 umfasst beispielhaft zwei Auswurfelemente 132 und zwei Federelemente 134. Die Federelemente 134 sind beispielhaft als Schraubenfedern ausgebildet. Die Auswurfelemente 132 sind linear beweglich im Kontakthalter 112 gelagert und werden durch die Federelemente 134 entgegen der Einschubrichtung 218 des Akkupacks 200 mit einer Auslösekraft beaufschlagt. Die Auslösekraft weist somit eine Auslöserichtung 136 auf, die der Einschubrichtung 218 des Akkupacks 200 entgegengesetzt ist.
Die Federelemente 134 stützen sich dabei auf einer ersten Seite 138 am Kontakthalter 112 ab. Auf einer zweiten Seite 140, die der ersten Seite 138 gegenüberliegt, stützen sich die Federelemente 134 am Auswurfelement 132 ab. Im verriegelten Zustand also mit eingesetztem Akkupack 200 stützen sich die Federelemente 134 auf der zweiten Seite 140 nur an dem Federelement 134 ab, während im entriegelten Zustand also ohne eingesetztem Akkupack 200 die Federelemente 134 sich zusätzlich auf der zweiten Seite am Kontakthalter 112 abstützen.
Eine Länge 142 der Strecke, entlang der das Auswurfelement 132 beweglich gelagert ist entspricht im Wesentlichen einer Länge des Abschnitts der Kontaktelemente 114 des Kontakthalters 112, der aus dem Kontakthalter 112 nach außen tritt bzw. frei liegt (siehe 1d). Der Unterschied dieser Längen ist vorzugsweise kleiner als 25%, um einen kompakten Aufbau der Akkuschnittstelle 100 zu realisieren. Zudem ist die Länge 142 der Strecke geringer als der Bereich der Akkupackaufnahme 22 mit der vorderen Breite 54.
Der Kontakthalter 112 weist je Auswurfelement 132 einen Durchgang 144 auf. Durch den Durchgang 144 ist das Auswurfelement 132 aus einem Innenbereich 146 der Kontakthalters 112 nach außen führbar. Die Auswurfelemente 132 sind beispielhaft einstückig ausgebildet. Die Durchgänge 144 sind beispielhaft in einem Bereich angeordnet, in welchem die Führungsnuten 106 der Akkuschnittstelle 100 enden. Somit treten die Auswurfelemente 132 im Bereich der Führungsnuten 106 aus dem Kontakthalter 112 nach außen und sind entlang der Führungsnuten 106 und in den Führungsnuten 106 beweglich gelagert. Das stirnseitige Ende 148 der Auswurfelemente 132 ist dazu ausgebildet, den Akkupack 200 mit der Auslösekraft zu beaufschlagen und bildet somit den Angriffspunkt der Auslösekraft (siehe 3). Wie in 2 zu sehen ist, beaufschlagt das Auswurfelement 132 den Akkupack 200 im Führungsbereich bzw. direkt die Führungsschiene 210 des Akkupacks 200. Vorteilhaft wird dadurch ein Verkannten des Akkupacks 200 in der Akkuschnittstelle 100 beim Auswurf verhindert.
Zum Verbinden des Akkupacks 200 mit dem Messgerät 12 über die Akkuschnittstelle 100 wird zunächst das Deckelelement 24 des Messgeräts 12 entriegelt und geöffnet. Der Akkupack 200 wird derart ausgerichtet, dass die Führungsschienen 210 des Akkupacks 200 in die Führungsnuten 106 der Akkuschnittstelle 100 des Messgeräts 12 eingreifen und der Akkupack 200 wird entlang der Einschubrichtung 218 in die Akkupackaufnahme 22 des Messgeräts 12 eingeschoben bis dieser vollständig in der Akkupackaufnahme 22 angeordnet ist und das Verriegelungselement 212 des Akkupacks 200 in das als Tasche 113 ausgebildete korrespondierende Verriegelungselement 111 der Akkuschnittstelle 100 eingreift und somit das Messgerät 12 und der Akkupack 200 kraft- und formschlüssig verbunden ist. Bevor die Verriegelungselemente 111, 212 ineinander eingreifen beaufschlagen dabei die Auswurfelemente 132 den Akkupack 200, insbesondere die Führungsschienen 210 des Akkupacks 200, sodass der Benutzer eine zusätzliche Kraft entgegen der Auslösekraft der Federelemente 134 des Auswurfvorrichtung 130 aufbringen muss. Somit ist die Verbindungskraft größer als die Auslösekraft.
Der Akkupack 200 wird im verriegelten Zustand durch einen Hinterschnitt gehalten. Dieser Hinterschnitt ist lösbar ausgebildet, wobei die Entriegelung über eine manuelle Betätigung des Betätigungselements 214 des Akkupacks 200 erfolgt. Die Betätigung des Betätigungselements 214 erfolgt über eine Betätigungskraft auf das Betätigungselement, deren Richtung 220 der Auslösekraft entgegengesetzt ist. Insbesondere entspricht die Betätigungsrichtung 220 der Einschubrichtung 218 des Akkupacks 200.
Der zum Lösen der Verriegelung erforderliche Betrag der Betätigungskraft ist zunächst unabhängig von der Auslösekraft. Vorteilhaft ist diese allerdings so gewählt, dass sie kleiner ist, als die Auslösekraft. Somit kann durch einen leichten Druck auf den Akkupack 200 bzw. das Betätigungselements 214 die Verriegelung gelöst werden, wodurch die Auswurfvorrichtung ausgelöst wird und der Akkupack 200 entgegengesetzt zu der Betätigungskraft durch die Auslösekraft entgegen der Einschubrichtung 218 nach außen bewegt wird.
Die Auslösekraft ist dabei bestimmt durch die Anzahl, Art und Beschaffenheit der Federelemente 134. Durch geeignete Wahl der Federelemente 134 kann sichergestellt werden, dass eine Länge der Strecke, entlang der sich der Akkupack 200 aufgrund der Auslösekraft bewegt, zumindest der Länge 142 der Strecke, entlang der die Auswurfelemente 132 beweglich gelagert sind, entspricht. Ist die Auslösekraft ausreichend hoch, kann die Strecke des Akkupacks 200 diesen Wert noch übersteigen, indem der Akkupack 200 aufgrund der Beschleunigung nicht am Ende der Bewegung der Auswurfelemente 132 zum Liegen kommt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013217379 [0001]
DE 102005020358 [0001]

Claims

Akkuschnittstelle zur lösbaren Verbindung eines Verbrauchers (10) mit einem Akkupack (200), wobei die Akkuschnittstelle (100) eine Auswurfvorrichtung (130) zum Auswurf des Akkupacks (200) mit einer Auslösekraft aufweist, wobei die Auswurfvorrichtung (140) mittels einer Betätigungskraft auslösbar ist, wobei eine Betätigungsrichtung (220) der Betätigungskraft und eine Auslöserichtung (136) der Auslösekraft entgegengesetzt zueinander sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungskraft einen kleineren Betrag als die Auslösekraft aufweist.
Akkuschnittstelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag der Auslösekraft um zumindest 10 %, vorzugsweise um zumindest 25 %, bevorzugt um zumindest 50 %, größer ist als der Betrag der Betätigungskraft.
Akkuschnittstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkuschnittstelle (130) zumindest ein Führungselement (102) zur Führung des Akkupacks (200) aufweist, wobei die Auswurfvorrichtung (130) im Bereich des zumindest einen Führungselements (102) angeordnet ist.
Akkuschnittstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Akkuschnittstelle (100) zumindest eine Verriegelungsvorrichtung (110) aufweist, die über ein Betätigungselement (200) betätigbar ist.
Akkuschnittstelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswurfvorrichtung (130) ein Federelement (134) und ein Auswurfelement (132) aufweist, wobei das Auswurfelement (132) beweglich mit dem Verbraucher (10) oder dem Akkupack (200) verbunden ist.
Verbraucher (10), insbesondere Messgerät (12), mit einer Akkupackaufnahme (22), wobei die Akkupackaufnahme (22) eine Öffnung (42) aufweist, über die ein Akkupack (200) vollständig in die Akkupackaufnahme (22) einführbar und über eine Verriegelungsvorrichtung (110) verriegelbar ist, mit einer in der Akkupackaufnahme (22) angeordneten Akkuschnittstelle (100) zur lösbaren Verbindung des Verbrauchers (10) mit einem Akkupack (200), dadurch gekennzeichnet, dass die Akkuschnittstelle (100) eine Auswurfvorrichtung (130) zum Auswurf des Akkupacks (200) mit einer Auslösekraft aufweist, wobei ein Angriffspunkt der Auslösekraft innerhalb der Akkupackaufnahme (22) angeordnet ist.
Verbraucher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswurfvorrichtung (130) derart ausgebildet ist, dass ein mit der Auslösekraft beaufschlagter Akkupack (200) eine Bewegung durchführt, an deren Ende der Akkupack (200) einen geringeren Abstand zur Öffnung (42) aufweist als in einem verriegelten Zustand.
Verbraucher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strecke der Bewegung zumindest 5 % der Länge des Akkupacks oder der Akkupackaufnahme, vorzugsweise 10 % der Länge des Akkupacks oder der Akkupackaufnahme entspricht.
Verbraucher nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Strecke der Bewegung zumindest 5 mm, vorzugsweise 9 mm, bevorzugt 15 mm, entspricht.
Verbraucher nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (42) verschließbar ausgebildet ist, insbesondere über ein Deckelelement (24) verschließbar ausgebildet ist.
Verbraucher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckelelement (42) ein Verriegelungselement (30) zur Verriegelung des Deckelelements (24) mit einem Gehäuse (14) des Verbrauchers (10) aufweist.
Verbraucher nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher (10) eine Dichteinheit (44) aufweist, die im Bereich der verschließbaren Öffnung (42) angeordnet ist, wobei die Dichteinheit (44) dazu ausgebildet ist, im verschlossenen Zustand ein Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Schmutz in die Akkupackaufnahme (22) zu verhindern.
Verbraucher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinheit (44) ein erste Dichtelement (46) aufweist, das als ein um die verschließbare Öffnung (42) umlaufender Dichtring (50) ausgebildet ist.
System aufweisend einen Verbraucher (10) gemäß Anspruch 6 und einem Akkupack, wobei der Akkupack eine Verriegelungsvorrichtung mit einem Betätigungselement aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement des Verbrauchers und das Betätigungselement des Akkupacks miteinander mechanisch derart gekoppelt sind, dass bei einer Betätigung des Verriegelungselements gleichzeitig eine Betätigung des Betätigungselements erfolgt.