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DE102018222676A1 - Exchangeable battery pack for a battery-operated device with a protective cap - Google Patents

Exchangeable battery pack for a battery-operated device with a protective cap Download PDF

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Publication number
DE102018222676A1
DE102018222676A1 DE102018222676.8A DE102018222676A DE102018222676A1 DE 102018222676 A1 DE102018222676 A1 DE 102018222676A1 DE 102018222676 A DE102018222676 A DE 102018222676A DE 102018222676 A1 DE102018222676 A1 DE 102018222676A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
battery pack
electromechanical interface
protective cap
exchangeable battery
exchangeable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102018222676.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Florian Kneer
Rainer Glauning
Josef Baumgartner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to CN201911326210.9A priority patent/CN111354889B/en
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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Wechselakkupack (10) für ein akkubetriebenes Gerät (12, 16, 18, 20), mit einem Gehäuse (22), mit einer ersten an dem Gehäuse (22) angeordneten, elektromechanischen Schnittstelle (26) zum wahlweisen Auf- oder Entladen des Wechselakkupacks (Iß) und mit zumindest einer örtlich von der ersten elektromechanischen Schnittstelle (26) getrennten, zweiten an dem Gehäuse (22) angeordneten, elektromechanischen Schnittstelle (36) zumindest zum Entladen des Wechselakkupacks (10). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die zumindest eine zweite elektromechanische Schnittstelle (36) durch eine Schutzkappe (38) vor Schmutz, Beschädigungen und/oder elektromechanischen Störungen geschützt ist.A replacement battery pack (10) is proposed for a battery-operated device (12, 16, 18, 20), with a housing (22), with a first electromechanical interface (26) arranged on the housing (22) for optional charging or discharging of the exchangeable battery pack (Iß) and with at least one second electromechanical interface (36), which is separate from the first electromechanical interface (26) and is arranged on the housing (22), at least for discharging the exchangeable battery pack (10). According to the invention, the at least one second electromechanical interface (36) is protected from dirt, damage and / or electromechanical faults by a protective cap (38).

Description

Die Erfindung betrifft einen Wechselakkupack für ein akkubetriebenes Gerät, mit einem Gehäuse, mit einer ersten an dem Gehäuse angeordneten, elektromechanischen Schnittstelle zum wahlweisen Auf- oder Entladen des Wechselakkupacks und mit zumindest einer örtlich von der ersten elektromechanischen Schnittstelle getrennten, zweiten an dem Gehäuse angeordneten, elektromechanischen Schnittstelle zumindest zum Entladen des Wechselakkupacks nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.The invention relates to an interchangeable battery pack for a battery-operated device, with a housing, with a first electromechanical interface arranged on the housing for optionally charging or discharging the interchangeable battery pack and with at least one second one on the housing that is separate from the first electromechanical interface, Electromechanical interface at least for discharging the removable battery pack according to the category of the independent claim.

Stand der TechnikState of the art

Die US 2014/042970 A1 zeigt einen Wechselakkupack für ein Elektrohandwerkzeug mit einem USB-Port zum Laden bzw. Versorgen von Mobilgeräten, insbesondere Smartphones, wobei der USB-Port an einer anderen Gehäuseseite des Wechselakkupacks vorgesehen ist, als eine erste elektromechanische Schnittstelle zum wahlweisen Auf- oder Entladen des Wechselakkupacks.The US 2014/042970 A1 shows a removable battery pack for an electric hand tool with a USB port for charging or supplying mobile devices, in particular smartphones, the USB port being provided on another side of the housing of the removable battery pack, as a first electromechanical interface for optionally charging or discharging the removable battery pack.

Aus der EP 3 336 954 A1 geht ein Wechselakkupack mit einer ersten elektromechanischen Schnittstelle zum wahlweisen Auf- oder Entladen des Wechselakkupacks auf einer Oberseite des Wechselakkupacks und mit einer als Programmierschnittstelle ausgebildeten Benutzerschnittstelle in Form eines USB-Anschlusses an einer Frontseite des Wechselakkupacks hervor, während die EP 3 051 658 A1 einen Wechselakkupack für Elektrohandwerkzeuge mit einem USB-Port zum Laden von Mobilgeräten in der unmittelbaren Nähe einer ersten elektromechanischen Schnittstelle zeigt.From the EP 3 336 954 A1 is a removable battery pack with a first electromechanical interface for optional charging or discharging of the removable battery pack on top of the removable battery pack and with a user interface designed as a programming interface in the form of a USB port on a front of the removable battery pack, while the EP 3 051 658 A1 shows a removable battery pack for electric hand tools with a USB port for charging mobile devices in the immediate vicinity of a first electromechanical interface.

Weiterhin offenbart die WO 2017/189786 A1 einen Wechselakkupack für Elektrohandwerkzeuge mit einer ersten USB-Schnittstelle vom Typ B zum Laden des Wechselakkupacks und einer zweiten USB-Schnittstelle vom Typ A zum Entladen des Wechselakkupacks. Die EP 3 379 687 A1 zeigt einen Wechselakkupack mit einer ersten und einer zweiten elektromechanischen Schnittstelle, wobei die zweite elektromechanische Schnittstelle als USB Typ-C Interface zum wahlweisen Auf- und Entladen des Wechselakkupacks ausgebildet ist.Furthermore, the WO 2017/189786 A1 a removable battery pack for electric hand tools with a first USB interface of type B for charging the removable battery pack and a second USB interface of type A for discharging the removable battery pack. The EP 3 379 687 A1 shows a removable battery pack with a first and a second electromechanical interface, the second electromechanical interface being designed as a USB Type-C interface for optionally charging and discharging the removable battery pack.

Aus der US 2017/0331305 A1 geht überdies ein Adapter für einen Wechselakkupack hervor, der neben einer ersten elektromechanischen Schnittstelle zur Verbindung mit dem Wechselakkupack mehrere von der ersten elektromechanischen Schnittstelle örtlich getrennte elektromechanische Schnittstellen zum Aufladen bzw. Versorgen von Verbrauchern aufweist.From the US 2017/0331305 A1 Furthermore, an adapter for an exchangeable battery pack emerges which, in addition to a first electromechanical interface for connection to the exchangeable battery pack, has a plurality of electromechanical interfaces which are locally separated from the first electromechanical interface for charging and supplying consumers.

Den obigen Schnittstellen nach dem Stand der Technik ist gemein, dass sie aufgrund ihrer offenen Bauweise ungeschützt sind gegenüber Verschmutzungen, Beschädigungen und/oder elektromagnetischen Störungen. Insbesondere bei Wechselakkupacks für Elektrowerkzeuge besteht ein erhöhtes Risiko, dass eine ungeschützte, elektromechanische Schnittstelle beim Betrieb des Elektrowerkzeugs verschmutzt oder beschädigt wird. Dies ist vornehmlich dann der Fall, wenn die Schnittstelle örtlich von einer ersten elektromechanischen Schnittstelle zum wahlweisen Auf- oder Entladen des Wechselakkupacks getrennt ist, die mit dem Elektrowerkzeug zu dessen Betrieb verbunden sein muss. Doch auch für Wechselakkupacks anderer akkubetriebener Geräte kann ein derartiges Risiko nicht ausgeschlossen werden, so dass es Aufgabe der Erfindung ist, den Schutz zumindest einer zweiten, örtlich von der ersten getrennten elektromechanischen Schnittstelle des Wechselakkupacks gegenüber dem Stand der Technik zu verbessern.The above interfaces according to the prior art have in common that, because of their open construction, they are unprotected against dirt, damage and / or electromagnetic interference. In particular with exchangeable battery packs for power tools, there is an increased risk that an unprotected, electromechanical interface will become dirty or damaged during operation of the power tool. This is primarily the case when the interface is locally separated from a first electromechanical interface for the optional charging or discharging of the exchangeable battery pack, which has to be connected to the power tool for its operation. However, such a risk cannot be ruled out even for exchangeable battery packs of other battery-operated devices, so that it is the object of the invention to improve the protection of at least one second electromechanical interface of the exchangeable battery pack, which is locally separated from the first, compared to the prior art.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass die zumindest eine zweite elektromechanische Schnittstelle des Wechselakkupacks durch eine Schutzkappe vor Schmutz, Beschädigungen und/oder elektromechanischen Störungen geschützt ist. Die erste elektromechanische Schnittstelle ist zum Entladen mit dem akkubetriebenen Gerät und zum Aufladen mit einem Ladegerät lösbar verbindbar. Mit besonderen Vorteil kann das akkubetriebene Gerät auch in Bereichen mit starkem Verschmutzungsrisiko oder hohen mechanischen Beanspruchungen eingesetzt werden. In gewissen Grenzen gilt dies auch, wenn die Gefahr besteht, dass der Wechselakku des akkubetriebenen Geräts mit Spritzwasser oder anderen Flüssigkeiten und Substanzen in Berührung kommt.To achieve the object, it is provided that the at least one second electromechanical interface of the exchangeable battery pack is protected from dirt, damage and / or electromechanical faults by a protective cap. The first electromechanical interface can be releasably connected to the battery-operated device for discharging and to a charger for charging. The battery-operated device can also be used with particular advantage in areas with a high risk of contamination or high mechanical loads. This also applies within certain limits if there is a risk that the removable battery of the battery-operated device may come into contact with splash water or other liquids and substances.

Die zweite elektromechanische Schnittstelle kann als USB-Port vom Typ A, B, C, Mini oder Micro ausgebildet sein. Aber auch andere mehrpolige Anschlussvarianten zur Daten- und/oder Energieübertragung, wie Lightning, Thunderbold, HDMI und RJ- sowie Klinken-Steckverbindungen kommen ohne Einschränkung der Erfindung in Frage.The second electromechanical interface can be designed as a USB port of type A, B, C, mini or micro. However, other multi-pole connection variants for data and / or energy transmission, such as Lightning, Thunderbold, HDMI and RJ and jack plug connections, can also be used without restricting the invention.

Als akkubetriebene Geräte sollen im Kontext der Erfindung beispielweise Elektrowerkzeuge zur Bearbeitung von Werkstücken mittels eines elektrisch angetriebenen Einsatzwerkzeugs verstanden werden. Dabei kann das Elektrowerkzeug sowohl als Elektrohandwerkzeug als auch als stationäre Elektrowerkzeugmaschine ausgebildet sein. Typische Elektrowerkzeuge sind in diesem Zusammenhang Hand- oder Standbohrmaschinen, Schrauber, Schlagbohrmaschinen, Hobel, Winkelschleifer, Schwingschleifer, Poliermaschinen oder dergleichen. Als akkubetriebene Geräte kommen aber auch Gartengeräte wie Rasenmäher, Rasentrimmer, Astsägen oder dergleichen in Frage. Weiterhin ist die Erfindung für Wechselakkupacks von akkubetriebenen Haushaltgeräten, wie Staubsauger, Mixer, etc. nutzbar.In the context of the invention, battery-operated devices are to be understood, for example, as power tools for machining workpieces by means of an electrically driven insert tool. The power tool can be designed both as a handheld power tool and as a stationary power tool. Typical power tools in this context are hand or stand drilling machines, screwdrivers, impact drills, planes, angle grinders, orbital sanders, polishing machines or the like. As Battery-operated devices can also be used as garden tools such as lawn mowers, lawn trimmers, branch saws or the like. Furthermore, the invention can be used for exchangeable battery packs for battery-operated household appliances, such as vacuum cleaners, mixers, etc.

Die Akkuspannung eines Wechselakkupacks ist in der Regel ein Vielfaches der Spannung einer einzelnen Akkuzelle und ergibt sich aus der Verschaltung (parallel oder seriell) der einzelnen Akkuzellen. Eine Akkuzelle ist typischerweise als eine galvanische Zelle ausgebildet, die einen Aufbau aufweist, bei dem ein Zellpol an einem Ende und ein weiterer Zellpol an einem gegenüberliegenden Ende zu liegen kommt. Insbesondere weist die Akkuzelle an einem Ende einen positiven Zellpol und an einem gegenüberliegenden Ende einen negativen Zellpol auf. Bevorzugt sind die Akkuzellen als lithiumbasierte Akkuzellen, z.B. Li-Ion, Li-Po, Li-Metall oder dergleichen, ausgebildet. Die Erfindung ist aber auch für Wechselakkupacks mit Ni-Cd-, Ni-MH-Zellen oder andere geeignete Zellenarten anwendbar. Bei gängigen Li-Ion-Akkuzellen mit einer Zellspannung von 3,6 V ergeben sich beispielhafte Akkuspannungen von 3,6 V, 7,2 V, 10,8 V, 14,4 V, 18 V, 36 V etc. Bevorzugt ist die Akkuzelle als zumindest im Wesentlichen zylinderförmige Rundzelle ausgebildet, wobei die Zellpole an Enden der Zylinderform angeordnet sind. Die Erfindung ist jedoch nicht von der Art und Bauform der verwendeten Akkuzellen abhängig, sondern kann auf beliebige Akkus und Akkuzellen angewendet werden. Die Erfindung soll bevorzugt bei Wechselakkupacks mit einer Akkuspannung von mehr als 10 V zum Einsatz kommen.The battery voltage of a removable battery pack is usually a multiple of the voltage of a single battery cell and results from the connection (parallel or serial) of the individual battery cells. A battery cell is typically designed as a galvanic cell, which has a structure in which one cell pole comes to lie at one end and another cell pole lies at an opposite end. In particular, the battery cell has a positive cell pole at one end and a negative cell pole at an opposite end. The battery cells are preferably lithium-based battery cells, e.g. Li-ion, Li-Po, Li-metal or the like. However, the invention can also be used for exchangeable battery packs with Ni-Cd, Ni-MH cells or other suitable cell types. For common Li-ion battery cells with a cell voltage of 3.6 V, exemplary battery voltages of 3.6 V, 7.2 V, 10.8 V, 14.4 V, 18 V, 36 V etc. result The battery cell is designed as an at least substantially cylindrical round cell, the cell poles being arranged at the ends of the cylindrical shape. However, the invention is not dependent on the type and design of the battery cells used, but can be applied to any batteries and battery cells. The invention should preferably be used in the case of removable battery packs with a battery voltage of more than 10 V.

Es sei angemerkt, dass die mechanische Ausgestaltung der ersten elektromechanischen Schnittstelle des Wechselakkupacks zur kraft- und/oder formschlüssig lösbaren Verbindung mit dem akkubetriebenen Gerät nicht Gegenstand dieser Erfindung sein soll. Ein Fachmann wird je nach Leistungsklasse des akkubetriebenen Geräts und/oder des Wechselakkupacks eine geeignete Ausführungsform für die erste elektromechanische Schnittstelle wählen. Unter einer „lösbaren Verbindung“ soll eine werkzeuglos - also von Hand - lösbare und herstellbare Verbindung verstanden werden.It should be noted that the mechanical configuration of the first electromechanical interface of the exchangeable battery pack for the non-positive and / or positive connection to the battery-operated device should not be the subject of this invention. Depending on the performance class of the battery-operated device and / or the exchangeable battery pack, a person skilled in the art will select a suitable embodiment for the first electromechanical interface. A “detachable connection” is to be understood as meaning a connection which can be detached and produced without tools, that is to say by hand.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Schutzkappe einen Schwenkpunkt zum wahlweisen Freigeben oder Abdecken der zweiten elektromechanischen Schnittstelle auf. Der Schwenkpunkt ist dabei an einem äußeren Rand der Flächenausdehnung der Schutzkappe angeordnet. Damit ist in besonders vorteilhafter Weise eine für den Bediener intuitive Bedienung der Schutzkappe in Verbindung mit einem möglichst großen Schwenkbereich für eine optimale Zugänglichkeit zur zweiten elektromechanischen Schnittstelle möglich.In a further embodiment of the invention, the protective cap has a pivot point for selectively releasing or covering the second electromechanical interface. The pivot point is arranged on an outer edge of the surface area of the protective cap. This makes it particularly advantageous for the operator to operate the protective cap in an intuitive manner in conjunction with the largest possible swiveling range for optimum accessibility to the second electromechanical interface.

Damit die Schutzkappe trotz einfacher Bedienbarkeit nicht verloren gehen kann, ist ihr Schwenkpunkt durch einen Stift mit einem radial vorstehenden Kopfende gebildet, wobei die Schutzkappe einen zylindrischen Kragen aufweist, mit dem sie den Stift an seinem anderen Ende umgreift. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich die Schutzkappe durch den übergreifenden Kragen mit entsprechendem Kraftaufwand ohne Öffnung des Gehäuses des Wechselakkupacks vom Stift lösen lässt, um sie im Falle eines Defekts auszutauschen.So that the protective cap cannot be lost despite being easy to operate, its pivot point is formed by a pin with a radially projecting head end, the protective cap having a cylindrical collar with which it engages around the pin at its other end. A further advantage is that the protective cap can be detached from the pin by the overlapping collar with corresponding force without opening the housing of the exchangeable battery pack, in order to replace it in the event of a defect.

Um eine flache Bauform der Schutzkappe und daraus resultierend ein insgesamt gering auftragendes Design zu realisieren, ist der Stift mittels eines Federelements axial federnd gelagert, wobei das Federelement mit seinem einen Ende am radial vorstehenden Kopfende und mit seinem anderen Ende an einer Innenseite des Gehäuses des Wechselakkupacks axial abgestützt ist. Auf diese Weise ist eine intuitive Bedienung der Schutzkappe mit zwei Freiheitsgraden bzw. Bewegungsrichtungen möglich.In order to achieve a flat design of the protective cap and, as a result, an overall low-profile design, the pin is axially resiliently supported by means of a spring element, the spring element having one end on the radially projecting head end and the other end on an inside of the housing of the exchangeable battery pack is axially supported. In this way, an intuitive operation of the protective cap with two degrees of freedom or directions of movement is possible.

Die erste elektromechanische Schnittstelle ist an einer ersten Seitenwand des Gehäuses des Wechselakkupacks und die zweite elektromechanische Schnittstelle an einer weiteren Seitenwand des Gehäuses angeordnet. Dabei sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die zweite elektromechanische Schnittstelle im Wesentlichen orthogonal zu der ersten elektromechanischen Schnittstelle angeordnet ist.The first electromechanical interface is arranged on a first side wall of the housing of the exchangeable battery pack and the second electromechanical interface is arranged on a further side wall of the housing. A further embodiment of the invention provides that the second electromechanical interface is arranged essentially orthogonally to the first electromechanical interface.

Um einerseits die Bedienbarkeit weiter zu erleichtern und die Kompaktheit des Wechselakkupacks zu erhalten und anderseits eine hinreichend große Fläche der zweiten elektromechanischen Schnittstelle abzudecken, entspricht eine Längsausdehnung der Schutzkappe in etwa der 2,5-fachen, bevorzugt in etwa der 3-fachen, besonders bevorzugt in etwa der 3,5-fachen, Längsausdehnung der zweiten elektromechanischen Schnittstelle. Zudem entspricht eine Querausdehnung der Schutzkappe in etwa der 1,5-fachen, bevorzugt in etwa der 2-fachen, besonders bevorzugt in etwa der 2,5-fachen, Querausdehnung der zweiten elektromechanischen Schnittstelle. Es ist vorgesehen, dass die Schutzkappe im geschlossenen Zustand weniger als 2 bis 3 mm zur Gehäusewand des Wechselakkupacks aufträgt. Darüber hinaus ist die Schutzkappe einstückig aus Hartplastik, CFK, Metall oder aus einem entsprechend verwindungssteifen Material ausgebildet.In order on the one hand to further facilitate the operability and to maintain the compactness of the exchangeable battery pack and on the other hand to cover a sufficiently large area of the second electromechanical interface, a longitudinal extension of the protective cap corresponds to approximately 2.5 times, preferably approximately 3 times, particularly preferably approximately 3.5 times the length of the second electromechanical interface. In addition, a transverse dimension of the protective cap corresponds to approximately 1.5 times, preferably approximately to twice, particularly preferably approximately 2.5 times, the transverse dimension of the second electromechanical interface. It is provided that the protective cap applies less than 2 to 3 mm to the housing wall of the exchangeable battery pack in the closed state. In addition, the protective cap is made in one piece from hard plastic, CFRP, metal or from a correspondingly torsion-resistant material.

Ein besonders fester Sitz der Schutzkappe im geschlossenen Zustand ist erreichbar, wenn die Schutzkappe orthogonal zu ihrer Längs- und Querausdehnung einen Vorsprung aufweist, mit dem sie in die zweite elektromechanische Schnittstelle eingreift.A particularly tight fit of the protective cap in the closed state can be achieved if the protective cap has a projection orthogonal to its longitudinal and transverse dimensions, with which it engages in the second electromechanical interface.

Ausführungsbeispiele Embodiments

Zeichnungdrawing

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der 1 und 2 beispielhaft erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche Bestandteile mit einer gleichen Funktionsweise hindeuten.The invention is described below with reference to 1 and 2nd explained by way of example, the same reference symbols in the figures indicating the same components with the same mode of operation.

Es zeigen

  • 1: ein System umfassend zumindest diverse akkubetriebene Geräte, ein Ladegerät und einen erfindungsgemäßen Wechselakkupack in einer schematischen Darstellung,
  • 2: der erfindungsgemäße Wechselakkupack aus 1 in einer zweiten schematischen Darstellung,
  • 3: der erfindungsgemäße Wechselakkupack aus den 1 und 2 in einer weiteren schematischen Darstellung,
  • 4: eine erste Detailansicht eines Schwenkpunkts des erfindungsgemäßen Wechselakkupacks in einer schematischen Schnittdarstellung und
  • 5 eine zweite Detailansicht der elektromechanischen Schnittstelle des erfindungsgemäßen Wechselakkupacks in einer schematischen Schnittdarstellung.
Show it
  • 1 a system comprising at least various battery-operated devices, a charger and an exchangeable battery pack according to the invention in a schematic illustration,
  • 2nd : the removable battery pack according to the invention 1 in a second schematic representation,
  • 3rd : the removable battery pack according to the invention from the 1 and 2nd in a further schematic representation,
  • 4th : a first detailed view of a pivot point of the removable battery pack according to the invention in a schematic sectional view and
  • 5 a second detailed view of the electromechanical interface of the removable battery pack according to the invention in a schematic sectional view.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

1 zeigt ein System mit einem 18V Wechselakkupack 10, diversen akkubetriebenen Geräten 12 und einem Ladegerät 14. 1 soll veranschaulichen, dass der erfindungsgemäße Wechselakkupack 10 ohne Einschränkung der Erfindung für verschiedene, akkubetriebene Geräte 12 geeignet ist. Dabei sind exemplarisch ein Akkustaubsauger 16, ein Akkuschlagschrauber 18 und ein Akkutrimmer 20 gezeigt. Im Kontext der Erfindung können jedoch verschiedenste Elektrowerkzeuge, Gartengerät und Haushaltsgeräte als akkubetriebene Geräte 12 in Frage kommen. Grundsätzlich ist die Erfindung auf alle akkubetriebenen Geräte 12 anwendbar, deren Wechselakkupacks 10 insbesondere bei Betrieb dem Risiko einer Verschmutzung, Beschädigung und/oder Beeinträchtigung durch elektromagnetische Störungen ausgesetzt sind. 1 shows a system with an 18V removable battery pack 10 , various battery-operated devices 12th and a charger 14 . 1 is to illustrate that the removable battery pack according to the invention 10 without limitation of the invention for various battery-operated devices 12th suitable is. A battery vacuum cleaner is an example 16 , a cordless impact wrench 18th and a battery trimmer 20 shown. In the context of the invention, however, a wide variety of power tools, garden tools and household appliances can be used as battery-operated devices 12th come into question. Basically, the invention applies to all battery-operated devices 12th applicable, their removable battery packs 10 are exposed to the risk of contamination, damage and / or impairment due to electromagnetic interference, especially during operation.

Bei dem Wechselakkupack 10 handelt es sich im Wesentlichen um einen herkömmlichen Wechselakkupack mit einem Gehäuse 22, das an einer ersten Seitenwand bzw. seiner Oberseite 24 eine erste elektromechanische Schnittstelle 26 zur lösbaren Verbindung mit dem akkubetriebenen Gerät 12 und dem Ladegerät 14 aufweist. In Verbindung mit dem akkubetriebenen Gerät 12 dient die erste elektromechanische Schnittstelle 26 primär dem Entladen des Wechselakkupacks 10, während sie in Verbinndung mit dem Ladegerät 14 dem Aufladen des Wechselakkupacks 10 dient. Die genaue Ausgestaltung der ersten elektromechanischen Schnittstelle 26 ist abhängig von verschiedenen Faktoren, wie beispielsweise der Spannungsklasse des Wechselakkupacks 10 und diversen Herstellerspezifikationen. So können z.B. zwei oder mehr elektrische Kontakte zur Energie- und/oder Datenübertragung zwischen dem Wechselakkupack 10 und dem akkubetriebenen Gerät 12 bzw. dem Ladegerät 14 vorgesehen sein. Auch ist eine mechanische Kodierung denkbar, so dass der Wechselakkupack 10 nur an bestimmten akkubetriebenen Geräten 12 betreibbar ist. Da die Ausgestaltung der ersten elektromechanischen Schnittstelle 26 für die Erfindung unerheblich ist, soll hierauf nicht weiter im Detail eingegangen werden. Sowohl ein Fachmann als auch ein Betreiber des akkubetriebenen Geräts 10 werden diesbezüglich die geeignete Auswahl treffen.With the removable battery pack 10 it is essentially a conventional removable battery pack with a housing 22 that on a first side wall or its top 24th a first electromechanical interface 26 for detachable connection to the battery-operated device 12th and the charger 14 having. In connection with the battery operated device 12th serves the first electromechanical interface 26 primarily the discharge of the removable battery pack 10 while connected to the charger 14 charging the removable battery pack 10 serves. The exact design of the first electromechanical interface 26 depends on various factors, such as the voltage class of the removable battery pack 10 and various manufacturer specifications. For example, two or more electrical contacts for energy and / or data transmission between the exchangeable battery pack 10 and the battery powered device 12th or the charger 14 be provided. Mechanical coding is also conceivable, so that the exchangeable battery pack 10 only on certain battery-operated devices 12th is operable. Because the design of the first electromechanical interface 26 is irrelevant to the invention, will not be discussed in detail here. Both a specialist and an operator of the battery-operated device 10 will make the appropriate selection in this regard.

Der Wechselakkupack 10 verfügt über eine mechanische Arretiervorrichtung 28 zur Arretierung der form- und/oder kraftschlüssig lösbaren Verbindung der ersten elektromechanischen Schnittstelle 26 des Wechselakkupack 10 an einer entsprechenden Gegenschnittstelle (nicht explizit gezeigt) des akkubetriebenen Gerät 12. Dabei ist die Arretiervorrichtung 28 als ein gefederter Drücker 30 ausgebildet, der mit einem Arretierglied 32 des Wechselakkupacks 10 wirkverbunden ist. Aufgrund der Federung des Drückers 30 und/oder des Arretierglieds 32 rastet die Arretiervorrichtung 28 beim Einschieben des Wechselakkupacks 10 in die Gegenschnittstelle des akkubetriebenen Geräts 12 automatisch ein. Drückt ein Bediener den Drücker 30 in Einschubrichtung, wird die Arretierung gelöst und der Bediener kann den Wechselakkupack 10 entgegen der Einschubrichtung aus dem akkubetriebenen Gerät 12 entnehmen bzw. ausschieben.The removable battery pack 10 has a mechanical locking device 28 for locking the positive and / or non-positive connection of the first electromechanical interface 26 of the removable battery pack 10 at a corresponding counter interface (not explicitly shown) of the battery-operated device 12th . The locking device 28 as a spring-loaded handle 30th trained with a locking member 32 of the removable battery pack 10 is connected. Due to the suspension of the handle 30th and / or the locking member 32 snaps the locking device 28 when inserting the removable battery pack 10 into the counter interface of the battery-operated device 12th automatically. An operator presses the pusher 30th in the direction of insertion, the lock is released and the operator can change the battery pack 10 against the insertion direction from the battery-operated device 12th remove or push out.

Wie bereits eingangs erwähnt, ergibt sich die Akkuspannung des Wechselakkupacks 10 in der Regel aus einem Vielfachen der Spannung einer einzelnen Akkuzelle (nicht gezeigt) in Abhängigkeit ihrer Verschaltung (parallel oder seriell). Bevorzugt sind die Akkuzellen als lithiumbasierte Akkuzellen, z.B. Li-Ion, Li-Po, Li-Metall oder dergleichen, ausgebildet. Die Erfindung ist aber auch für Wechselakkupacks mit Ni-Cd-, Ni-MH-Zellen oder andere geeignete Zellenarten anwendbar. Bei gängigen Li-Ion-Akkuzellen mit einer Zellspannung von 3,6 V ergeben sich beispielhafte Akkuspannungen von 3,6 V, 7,2 V, 10,8 V, 14,4 V, 18 V, 36 V etc. Die Erfindung soll bevorzugt bei Wechselakkupacks mit einer Akkuspannung von mehr als 10 V zum Einsatz kommen.As already mentioned at the beginning, the battery voltage of the removable battery pack results 10 usually from a multiple of the voltage of a single battery cell (not shown) depending on its connection (parallel or serial). The battery cells are preferably designed as lithium-based battery cells, for example Li-ion, Li-Po, Li-metal or the like. However, the invention can also be used for exchangeable battery packs with Ni-Cd, Ni-MH cells or other suitable cell types. In common Li-ion battery cells with a cell voltage of 3.6 V, exemplary battery voltages of 3.6 V, 7.2 V, 10.8 V, 14.4 V, 18 V, 36 V etc. result preferably used with removable battery packs with a battery voltage of more than 10 V.

An einer weiteren Seitenwand 34 des Gehäuses 22 ist zumindest eine örtlich von der ersten elektromechanischen Schnittstelle 26 getrennte, zweite elektromechanischen Schnittstelle 36 (vgl. hierzu die 2, 3 und 5) angeordnet, die zumindest zum Entladen des Wechselakkupacks 10 dient. Die zweite elektromechanische Schnittstelle 36 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel orthogonal zur ersten elektromechanischen Schnittstelle 26 angeordnet und als ein USB-Port vom Typ C ausgebildet. Sie kann aber ebenso als ein USB-Port vom Typ A, B, Mini oder Micro ausgebildet sein. Auch andere mehrpolige Anschlussvarianten zur Daten- und/oder Energieübertragung, wie Lightning, Thunderbold, HDMI und RJ- sowie Klinken-Steckverbindungen kommen ohne Einschränkung der Erfindung in Frage.On another side wall 34 of the housing 22 is at least one locally from the first electromechanical interface 26 separate, second electromechanical interface 36 (cf. the 2nd , 3rd and 5 ) arranged, at least for discharging the removable battery pack 10 serves. The second electromechanical interface 36 is orthogonal to the first electromechanical interface in the present exemplary embodiment 26 arranged and designed as a type C USB port. However, it can also be designed as a USB port of type A, B, mini or micro. Other multi-pole connection variants for data and / or energy transmission, such as Lightning, Thunderbold, HDMI and RJ and jack plug connections, are also possible without restricting the invention.

Die zweite elektromechanische Schnittstelle 36 ist durch eine Schutzkappe 38 vor Schmutz, Beschädigungen und/oder elektromechanischen Störungen geschützt. Die Schutzkappe 38 ist einstückig aus Hartplastik, CFK, Metall oder aus einem entsprechend verwindungssteifen Material ausgebildet. Bevorzugt besteht die Schutzkappe 38 aus dem gleichen Material, wie das Gehäuse 22 des Wechselakkupacks 10.The second electromechanical interface 36 is through a protective cap 38 protected from dirt, damage and / or electromechanical interference. The protective cap 38 is made in one piece from hard plastic, CFRP, metal or from a correspondingly torsion-resistant material. The protective cap is preferably present 38 made of the same material as the housing 22 of the removable battery pack 10 .

2 zeigt den Wechselakkupack 10 in einer zweiten schematischen Darstellung mit geöffneter Schutzkappe 38 und entsprechend freigelegter zweiter elektromechanischer Schnittstelle 36. Zum wahlweisen Freigeben oder Abdecken der zweiten elektromechanischen Schnittstelle 36 weist die Schutzkappe 38 einen Schwenkpunkt 40 an einem äußeren Rand 42 ihrer Flächenausdehnung auf. Somit ist in besonders vorteilhafter Weise eine für den Bediener intuitive Bedienung der Schutzkappe 38 in Verbindung mit einem möglichst großen Schwenkbereich für eine optimale Zugänglichkeit zur zweiten elektromechanischen Schnittstelle 36 möglich. Zum Freigeben der zweiten elektromechanischen Schnittstell 36 braucht der Bediener die Schutzkappe 38 im geschlossenen Zustand nur mit dem Fingernagel zu hintergreifen, um sie von der Gehäusewand 34 abzuheben, und kann sie anschließend über den Schwenkpunkt 40 mit entsprechend großem Schwenkbereich verschwenken. An die freigelegte elektromechanische Schnittstelle 36 kann dann beispielsweise ein USB-Dongle 44 zur Datenübertragung oder ein Anschlusskabel zur Versorgung eines mobilen Endgeräts, wie Smartphone, Tablet, etc., oder eines anderen elektrischen Verbrauchers, wie eine Lampe, eine Kamera, ein weiterer Energiespeicher oder dergleichen, angeschlossen werden. Je nach Auslegung der zweiten, elektromechanischen Schnittstelle 36 sind hier unterschiedlichste Variationen von elektrischen Verbrauchern und Datenverbindungen denkbar. Bevorzugt ist die zweite elektromechanische Schnittstelle 36 aber mit kleinen Abmessungen als USB-C-Port, Lightning-Anschluss oder dergleichen ausgeführt. Dabei ist vorgesehen, dass eine Längsausdehnung 46 der Schutzkappe 38 in etwa der 2,5-fachen, bevorzugt in etwa der 3-fachen, besonders bevorzugt in etwa der 3,5-fachen, Längsausdehnung 48 der zweiten elektromechanischen Schnittstelle 36 und eine Querausdehnung 50 der Schutzkappe 38 in etwa der 1,5-fachen, bevorzugt in etwa der 2-fachen, besonders bevorzugt in etwa der 2,5-fachen, Querausdehnung 52 der zweiten elektromechanischen Schnittstelle 36 entspricht. Zudem trägt die Schutzkappe 38 im geschlossenen Zustand weniger als 2 bis 3 mm zur Gehäusewand 34 des Wechselakkupacks 10 auf. 2nd shows the removable battery pack 10 in a second schematic representation with the protective cap open 38 and correspondingly exposed second electromechanical interface 36 . For optionally enabling or covering the second electromechanical interface 36 has the protective cap 38 a pivot point 40 on an outer edge 42 their surface area. This makes it particularly advantageous for the operator to operate the protective cap in an intuitive manner 38 in conjunction with the largest possible swivel range for optimal accessibility to the second electromechanical interface 36 possible. To release the second electromechanical interface 36 the operator needs the protective cap 38 in the closed state, only reach behind with your fingernail to remove it from the housing wall 34 to take off, and can then move it over the pivot point 40 swivel with a correspondingly large swivel range. To the exposed electromechanical interface 36 can then use a USB dongle, for example 44 for data transmission or a connection cable for supplying a mobile end device, such as a smartphone, tablet, etc., or another electrical consumer, such as a lamp, a camera, a further energy store or the like. Depending on the design of the second, electromechanical interface 36 The most varied variations of electrical consumers and data connections are conceivable here. The second electromechanical interface is preferred 36 but with small dimensions as USB-C port, Lightning connection or the like. It is provided that a longitudinal extension 46 the protective cap 38 approximately 2.5 times, preferably approximately 3 times, particularly preferably approximately 3.5 times, the longitudinal extent 48 the second electromechanical interface 36 and a transverse expansion 50 the protective cap 38 approximately 1.5 times, preferably approximately 2 times, particularly preferably approximately 2.5 times, the transverse dimension 52 the second electromechanical interface 36 corresponds. In addition, the protective cap wears 38 less than 2 to 3 mm to the housing wall when closed 34 of the removable battery pack 10 on.

Damit die Schutzkappe 38 trotz einfacher Bedienbarkeit nicht verloren gehen kann, ist ihr Schwenkpunkt 40 gemäß 4 durch einen Stift 54 mit einem radial vorstehenden Kopfende 56 gebildet. Zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit dem Stift 54 weist die Schutzkappe 38 einen zylindrischen Kragen 58 auf, mit dem sie den Stift 54 an seinem anderen Ende umgreift. Durch den übergreifenden Kragen 58 lässt sich die Schutzkappe 38 mit entsprechendem Kraftaufwand ohne Öffnung des Gehäuses 22 des Wechselakkupacks 10 vom Stift 54 lösen, um sie im Falle eines Defekts auszutauschen.So that the protective cap 38 Despite being easy to use, it cannot be lost 40 according to 4th through a pen 54 with a radially protruding head end 56 educated. For non-positive and / or positive connection with the pin 54 has the protective cap 38 a cylindrical collar 58 on with which she got the pen 54 encompasses at its other end. Through the overlapping collar 58 the protective cap 38 with appropriate effort without opening the housing 22 of the removable battery pack 10 from the pen 54 to replace them in the event of a defect.

Um eine flache Bauform der Schutzkappe 38 und daraus resultierend ein insgesamt gering auftragendes Design zu realisieren, ist der Stift 54 mittels eines Federelements 60 axial federnd gelagert und mit seinem einen Ende am radial vorstehenden Kopfende 56 und mit seinem anderen Ende an einer Innenseite des Gehäuses 22 des Wechselakkupacks 10 axial abgestützt. Dabei kann das Federelement 60 beispielsweise als Spiralfeder ausgebildet sein. Auf diese Weise ist eine intuitive Bedienung der Schutzkappe 38 mit zwei Freiheitsgraden bzw. Bewegungsrichtungen möglich.To a flat design of the protective cap 38 and the result is an overall low-profile design is the pen 54 by means of a spring element 60 axially resilient and with one end at the radially projecting head end 56 and with its other end on an inside of the housing 22 of the removable battery pack 10 axially supported. The spring element 60 be designed, for example, as a spiral spring. This is an intuitive operation of the protective cap 38 possible with two degrees of freedom or directions of movement.

5 zeigt eine zweite Detailansicht der elektromechanischen Schnittstelle 36 des erfindungsgemäßen Wechselakkupacks 10 in einer schematischen Schnittdarstellung. Dabei weist die Schutzkappe 38 orthogonal zu ihrer Längs- und Querausdehnung 46, 50 einen Vorsprung 62 auf, mit dem sie im geschlossenen Zustand in die zweite elektromechanische Schnittstelle 36 eingreift. Auf diese Weise ist ein besonders fester Sitz der Schutzkappe 38 im geschlossenen Zustand erreichbar. 5 shows a second detailed view of the electromechanical interface 36 of the removable battery pack according to the invention 10 in a schematic sectional view. The protective cap shows 38 orthogonal to their longitudinal and transverse dimensions 46 , 50 a head start 62 with which they are closed in the second electromechanical interface 36 intervenes. In this way, the protective cap is particularly tight 38 accessible when closed.

Es sei abschließend noch darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf das Design des in den 1 bis 5 gezeigten Wechselakkupacks 10 beschränkt ist. So können beispielsweise jegliche Gestaltungsformen von Wechselakkupacks 10 mit einer entsprechenden Schutzkappe 38 versehen sein, wo dieses sinnvoll und zweckmäßig ist.It should finally be pointed out that the invention is not based on the design of the in the 1 to 5 exchangeable battery packs shown 10 is limited. For example, any design of removable battery packs 10 with an appropriate protective cap 38 be provided where this is useful and appropriate.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (11)

Wechselakkupack (10) für ein akkubetriebenes Gerät (12, 16, 18, 20), mit einem Gehäuse (22), mit einer ersten an dem Gehäuse (22) angeordneten, elektromechanischen Schnittstelle (26) zum wahlweisen Auf- oder Entladen des Wechselakkupacks (Iß) und mit zumindest einer örtlich von der ersten elektromechanischen Schnittstelle (26) getrennten, zweiten an dem Gehäuse (22) angeordneten, elektromechanischen Schnittstelle (36) zumindest zum Entladen des Wechselakkupacks (10), dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine zweite elektromechanische Schnittstelle (36) durch eine Schutzkappe (38) vor Schmutz, Beschädigungen und/oder elektromechanischen Störungen geschützt ist.Exchangeable battery pack (10) for a battery-operated device (12, 16, 18, 20), with a housing (22), with a first electromechanical interface (26) arranged on the housing (22) for optionally charging or discharging the exchangeable battery pack ( Iß) and with at least one locally separated from the first electromechanical interface (26), second arranged on the housing (22), electromechanical interface (36) at least for discharging the removable battery pack (10), characterized in that the at least one second electromechanical interface (36) is protected from dirt, damage and / or electromechanical faults by a protective cap (38). Wechselakkupack (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzkappe (38) einen Schwenkpunkt (40) zum wahlweisen Freigeben oder Abdecken der zweiten elektromechanischen Schnittstelle (36) aufweist.Exchangeable battery pack (10) Claim 1 , characterized in that the protective cap (38) has a pivot point (40) for selectively releasing or covering the second electromechanical interface (36). Wechselakkupack (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkpunkt (40) an einem äußeren Rand (42) der Flächenausdehnung der Schutzkappe (38) angeordnet ist.Exchangeable battery pack (10) Claim 2 , characterized in that the pivot point (40) is arranged on an outer edge (42) of the surface extension of the protective cap (38). Wechselakkupack (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkpunkt (40) durch einen Stift (54) mit einem radial vorstehenden Kopfende (56) gebildet ist, wobei die Schutzkappe (38) einen zylindrischen Kragen (58) aufweist, mit dem sie den Stift (56) an seinem anderen Ende umgreift.Exchangeable battery pack (10) according to one of the preceding Claims 2 or 3rd , characterized in that the pivot point (40) is formed by a pin (54) with a radially projecting head end (56), the protective cap (38) having a cylindrical collar (58) with which it attaches to the pin (56) embraces its other end. Wechselakkupack (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (54) mittels eines Federelements (60) axial federnd gelagert ist, wobei das Federelement (60) mit seinem einen Ende am radial vorstehenden Kopfende (56) und mit seinem anderen Ende an einer Innenseite des Gehäuses (22) des Wechselakkupacks (10) axial abgestützt ist.Exchangeable battery pack (10) Claim 4 , characterized in that the pin (54) is axially resiliently mounted by means of a spring element (60), the spring element (60) having one end at the radially projecting head end (56) and the other end on an inside of the housing (22 ) of the removable battery pack (10) is axially supported. Wechselakkupack (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste elektromechanische Schnittstelle (26) an einer ersten Seitenwand (24) des Gehäuses (22) des Wechselakkupacks (10) und die zweite elektromechanische Schnittstelle (36) an einer weiteren Seitenwand (34) des Gehäuses (22) angeordnet ist.Exchangeable battery pack (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first electromechanical interface (26) on a first side wall (24) of the housing (22) of the exchangeable battery pack (10) and the second electromechanical interface (36) on a further side wall (34) of the housing (22) is arranged. Wechselakkupack (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite elektromechanische Schnittstelle (36) im Wesentlichen orthogonal zu der ersten elektromechanischen Schnittstelle (26) angeordnet ist.Exchangeable battery pack (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the second electromechanical interface (36) is arranged substantially orthogonally to the first electromechanical interface (26). Wechselakkupack (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsausdehnung (46) der Schutzkappe (38) in etwa der 2,5-fachen, bevorzugt in etwa der 3-fachen, besonders bevorzugt in etwa der 3,5-fachen, Längsausdehnung (48) der zweiten elektromechanischen Schnittstelle (36) entspricht.Exchangeable battery pack (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a longitudinal extent (46) of the protective cap (38) is approximately 2.5 times, preferably approximately 3 times, particularly preferably approximately 3.5 times. times, the longitudinal extent (48) of the second electromechanical interface (36) corresponds. Wechselakkupack (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querausdehnung (50) der Schutzkappe (38) in etwa der 1,5-fachen, bevorzugt in etwa der 2-fachen, besonders bevorzugt in etwa der 2,5-fachen, Querausdehnung (52) der zweiten elektromechanischen Schnittstelle (36) entspricht.Exchangeable battery pack (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a transverse extension (50) of the protective cap (38) is approximately 1.5 times, preferably approximately 2 times, particularly preferably approximately 2.5 times times, transverse extent (52) of the second electromechanical interface (36) corresponds. Wechselakkupack (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzkappe (38) orthogonal zu ihrer Längs- und Querausdehnung (46, 50) einen Vorsprung (62) aufweist, mit dem sie im geschlossenen Zustand in die zweite elektromechanische Schnittstelle (36) eingreift.Exchangeable battery pack (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the protective cap (38) orthogonal to its longitudinal and transverse dimensions (46, 50) has a projection (62) with which it can be closed in the second electromechanical interface ( 36) engages. Wechselakkupack (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzkappe (38) einstückig aus Hartplastik, CFK, Metall oder aus einem entsprechend verwindungssteifen Material ausgebildet ist.Exchangeable battery pack (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the protective cap (38) is formed in one piece from hard plastic, CFRP, metal or from a correspondingly torsion-resistant material.
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