Titel

Akkupack

Stand der Technik

Aus der DE 10 2015 207 730 AI ist eine mechanische Schnittstelle zur Verbindung eines Akkupacks mit einem Verbraucher bekannt. Durch den Einsatz von Akkupacks in immer leistungsfähigere Geräte, die einen erhöhten Energiebedarf aufweisen, steigt auch das Gewicht der Akkupacks. Aufgrund des erhöhten Gewichts des Akkupacks ergeben sich neue Anforderungen an die mechanische Schnittstelle des Akkupacks und die des Verbrauchers. Durch Verschleiß oder im Falle einer schockartigen Belastung kann die mechanische Schnittstelle dabei derart beschädigt werden, dass die mechanische Schnittstelle ihre vorgesehene Funktion nicht mehr erfüllen kann und somit der Akkupack oder der Verbraucher ausgetauscht werden muss, was mit hohen Kosten verbunden ist.

Offenbarung der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Akkupack, insbesondere einen Handwerkzeugma- schinenakkupack, mit einem Gehäuse, in welchem zumindest eine Akkuzelle angeordnet ist, mit einer zumindest ein Verbindungselement umfassenden mechanischen Schnittstelle, über die der Akkupack mit einem Verbraucher mechanisch verbindbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass die mechanische Schnittstelle zumindest teilweise austauschbar ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch die mechanische Schnittstelle bei einer Beschädigung einfach ersetzt werden, wodurch die Gesamtlebensdauer des Akkupacks erhöht werden kann.

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. Zur Herstellung einer me- chanischen Verbindung zwischen dem Akkupack und dem Verbraucher weist sowohl der Akkupack als auch der Verbraucher jeweils eine mechanische Schnittstelle auf, die zueinander korrespondieren. Des Weiteren ist auch denkbar, dass das System einen Adapter umfasst, der zumindest zwei mechanische Schnittstellen umfasst, über die der Adapter mit dem Akkupack und dem Verbraucher mechanisch verbindbar ist.

Eine elektrische Verbindung des Akkupacks mit dem Verbraucher erfolgt über eine elektrische Schnittstelle des Akkupacks und eine elektrische Schnittstelle des Verbrauchers, die zueinander korrespondieren. Insbesondere sind über die elektrischen Schnittstellen des Akkupacks und des Verbrauchers die zumindest eine Akkuzelle des Akkupacks mit einer Antriebseinheit des Verbrauchers elektrisch verbindbar. Die Akkuzelle kann als eine galvanische Zelle ausgebildet sein, die einen Aufbau aufweist, bei dem ein Zellpol an einem Ende und ein wei- terer 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, ausgebildet. Die Akkuspannung des Akkupacks ist in der Regel ein Vielfa- ches 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, etc. Bevorzugt ist die Akkuzelle als zumindest im Wesentlichen zylinderförmige Rundzelle ausgebildet, wobei die Zellpole an Enden der Zylinderform angeordnet sind. Die elektrische Schnittstelle umfasst insbesondere zumindest zwei elektrische Kontaktelemente, die zur Übertragung von Energie ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Schnittstelle ein sekundäres Ladespulenelement zur induktiven Ladung aufweisen. Zusätzlich kann die elektrische Schnittstelle weitere Kontaktelemente aufweisen, die dazu ausgebildet sind, zusätzliche Informationen, die vorzugsweise über eine

Elektronik ermittelt werden, an den Verbraucher zu übertragen. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Ladezustand des Akkupacks, um eine Temperatur innerhalb des Akkupacks, um eine Kodierung oder um eine Restkapazität des Akkupacks handeln. Es ist denkbar, dass die Elektronik den Lade- und/oder Ent- ladevorgang des Akkupacks regelt oder steuert. Die Elektronik kann beispiels- weise zumindest eine Leiterplatte, eine Recheneinheit, einen Transistor, einen Kondensator und/oder einen Speicher aufweisen. Die Elektronik kann zudem ein oder mehrere Sensorelemente aufweisen, beispielsweise zur Ermittlung der Temperatur innerhalb des Akkupacks. Die Elektronik kann alternativ oder zusätz- lieh ein elektrisches Kodierungselement, wie beispielsweise ein Kodierungswiderstand, aufweisen.

Der Verbraucher kann insbesondere als ein tragbares Gerät ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Verbraucher als ein Gartengerät, wie beispielsweise ein Rasenmäher oder eine Heckenschere, als eine Handwerkzeugmaschine, wie beispielsweise ein Winkelschleifer, ein Schrauber, eine Bohrmaschine, ein Bohrhammer, etc. oder als ein Messwerkzeug, wie beispielsweise ein Laserentfer- nungsmessgerät, ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass der Verbraucher als Radio, als eine Lampe oder als eine Absaugung ausgebildet sein kann. Die Akkupackschnittstelle ist insbesondere für ein System aus einem Akkupack und einem Verbraucher vorgesehen, bei dem der Gewichtsanteil des Akkupacks zumindest 1/8 des Gesamtgewichts, vorzugsweise zumindest V ₄ des Gesamtgewichts, bevorzugt zumindest 1/3 des Gesamtgewichts, ist. Bei derartigen Gewichtsverhältnissen kann es aufgrund des hohen Gewichts der Akkupacks und der Masseträgheit des Akkupacks zu einer sehr hohen Belastung der mechanischen Verbindung im Falle eines Fallenlassens des System kommen, die zu einer nicht reversiblen Schädigung der mechanischen Schnittstelle führen kann. Die mechanische Schnittstelle des Akkupacks und die korrespondierende mechanische Schnittstelle des Verbrauchers sind insbesondere dazu ausgebildet, eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung miteinander einzugehen. Die

Verbindung ist bevorzugt lösbar ausgebildet, insbesondere werkzeuglos und zerstörungsfrei lösbar ausgebildet. Vorzugsweise umfasst zumindest eine der mechanischen Schnittstellen ein Fixierelement, über das der Akkupack am Verbraucher fixierbar ist. Bevorzugt ist die Fixierung über ein Betätigungselement lösbar, wobei das Betätigungselement an dem Akkupack und/oder an dem Verbraucher angeordnet sein kann. Das Betätigungselement kann beispielsweise als Knopf, Hebel oder als Taster ausgebildet sein.

Unter einer mechanischen Schnittstelle, die zumindest teilweise austauschbar ausgebildet ist, soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest ein der mechanischen Schnittstelle zugeordnetes Bauteil, beispielsweise das Verbindungselement, austauschbar ist. Insbesondere ist die mechanische Schnittstelle vollständig austauschbar ausgebildet. Vorzugsweise ist die mechanische

Schnittstelle zumindest teilweise, insbesondere vollständig, werkzeuglos austauschbar ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass die mechanische Schnittstelle zumindest teilweise, insbesondere vollständig, werkzeugunterstützt lösbar ausgebildet ist. Unter werkzeugunterstützt lösbar soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass ein Bauteil der mechanischen Schnittstelle oder die mechanische Schnittstelle nur mittels eines handelsüblichen Werkzeugs, wie beispielhaft einem Schraubenzieher, oder eines Spezial- werkzeugs, das speziell für diesen Einsatz konstruiert wurde, lösbar ist.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die mechanische Schnittstelle eine Auflagefläche aufweist, und ein Verhältnis zwischen der Auflagefläche der mechanischen Schnittstelle und einem Gewicht des Akkupacks kleiner ist als 5 cm ² /kg, insbesondere kleiner ist als 1 cm ² /kg, vorzugsweise kleiner ist als 0,5 cm ² /kg. Alternativ ist auch denkbar, dass das Verhältnis zwischen der Auflagefläche der mechanischen Schnittstelle und dem Gewicht des Akkupacks in einem Bereich zwischen 0,2 cm ² /kg und 0,8 cm ² /kg liegt, bevorzugt in einem Bereich zwischen 0,3 cm ² /kg, und 0,5 cm ² /kg liegt. In diesem Kontext soll unter der Auflagefläche insbesondere die Gesamtauflagefläche verstanden werden. Vorteilhaft wird dadurch eine austauschbare mechanische Schnittstelle nur in Systemen verbaut, in denen diese auch benötigt wird. Unter einer Auflagefläche der mechanischen Schnittstelle soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Fläche des Akkupacks oder des Verbrauchers verstanden werden, die von dem Verbraucher oder von dem Akkupack mit einer Kraft beaufschlagt wird. Dabei ist die Auflagefläche während des Betriebs des Verbrauchers im normalen Betrieb im Wesentlichen senkrecht zu der wirkenden Schwergewichtskraft ausgerichtet.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement kraft- und/oder formschlüssig mit dem Gehäuse lösbar verbunden ist. Vorzugsweise ist das Verbindungselement der mechanischen Schnittstelle des Akkupacks zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung mit einem Verbindungselement der mechanischen Schnittstelle des Verbrauchers ausgebildet. Vorteilhaft kann dadurch eine stabile Verbindung zwischen dem Akkupack und dem Verbraucher herge- stellt werden.

Zudem wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement derart ausgebildet ist, dass der Akkupack zur Herstellung der kraft- und/oder formschlüssigen Verbin- dung mit dem Verbraucher durch das Verbindungselements führbar ist. Das Verbindungselement kann beispielsweise als eine Führungsschiene, insbesondere eine lineare Führungsschiene, als eine Führungsnut, als eine Führungsrippe oder dergleichen ausgebildet sein. Insbesondere weist das Verbindungselement an seiner Außenfläche zumindest eine Führungsfläche auf, entlang der der Akku- pack zum Verbinden mit dem Verbraucher führbar ist. Vorzugsweise ist die Führungsfläche zumindest abschnittsweise, bevorzugt vollständig, als die Auflagefläche ausgebildet. Insbesondere weist jedes Verbindungselement zumindest eine Führungsfläche, vorzugsweise zumindest zwei Führungsflächen, bevorzugt zumindest drei Führungsflächen, auf. Die Führungsflächen können dabei beab- standet zueinander oder angrenzend aneinander ausgebildet sein.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Akkupack zumindest zwei Verbindungselemente aufweist. Vorteilhaft kann dadurch die Verbindung verbessert werden. Die Verbindungselemente können einander gegenüberliegend, hinterei- nander liegend und/oder nebeneinander liegend angeordnet sein.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement über zumindest ein Befestigungselement an dem Gehäuse befestigbar ist. Vorteilhaft kann dadurch die Verbindung weiter verstärkt werden. Das Befestigungselement ist der me- chanischen Schnittstelle zugeordnet. Das Befestigungselement ist vorzugsweise als eine Schraube ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann das Befestigungselement auch als ein Spreizniet, als ein Splint oder dergleichen ausgebildet sein. Das Verbindungselement kann über das Befestigungselement werkzeuglos oder vorzugsweise werkzeugunterstützt lösbar ausgebildet sein. Das Verbindungs- element und/oder das Befestigungselement sind insbesondere zerstörungsfrei lösbar ausgebildet. Bevorzugt ist das Verbindungselement über das Befestigungselement und/oder das Befestigungselement bedingt lösbar ausgebildet. Unter bedingt lösbar soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass das Verbindungselement und/oder das Befestigungselement beim Lösen derart zerstört werden, dass eine Verbindung des Verbindungselements mit der mechanischen Schnittstelle über das gelöste Befestigungselement nicht mehr möglich ist. Das Befestigungselement ist vorzugsweise über ein Sicherungselement vor einem unbeabsichtigten Lösen gesichert. Das Sicherungselement ist insbesondere dazu ausgebildet, eine zusätzliche Verbindung zwischen dem Befestigungselement und der mechanischen Schnittstelle, vorzugsweise dem Verbindungselement, herzustellen. Bevorzugt handelt es sich bei der zusätzlichen Verbindung um eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine Klebeverbindung. Das Sicherungselement kann beispielsweise als ein Sicherungslack, insbesondere als ein Schraubensicherungslack, ausgebildet sein.

Zudem wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement über ein Versieglungselement versiegelt ist. Vorteilhaft kann dadurch ein nicht autorisierter Austausch kenntlich gemacht werden. Das Versiegelungselement ist bevorzugt derart angeordnet, dass ein Lösen der mechanischen Schnittstelle, insbesondere ein Lösen der Verbindungselements, eine Zerstörung des Versiegelungselements zur Folge hat. Das Versiegelungselement kann im Bereich des Befestigungselements oder in einem Bereich, in welchem das Verbindungselement im montierten Zustand an einem weiteren Bauteil der mechanischen Schnittstelle anliegt, angeordnet sein. Das Versiegelungselement kann beispielsweise als ei- ne Plombe, insbesondere eine Kunststoffplombe, ausgebildet sein.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement aus einem sich von dem Gehäuse unterscheidenden Material gefertigt ist. Vorteilhaft kann dadurch die mechanische Schnittstelle unabhängig von der Materialwahl des üb- rigen Gehäuses gezielt verstärkt werden. Insbesondere weist die mechanische

Schnittstelle, vorzugsweise das Verbindungselement, eine höhere mittlere Zugfestigkeit auf, als das Gehäuse des Akkupacks oder des Verbrauchers. Bevorzugt weist das Verbindungselement eine höhere Zugfestigkeit als das Bauteil auf, an dem es befestigt ist.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement aus einer Keramik, einem Kunststoff oder einem Metall gefertigt ist. Vorzugsweise ist das Metall ein Nichteisenmetall oder eine Nichteisenmetalllegierung, die auf Aluminium, Zink oder Magnesium basiert. Die Nichteisenmetalllegierung weist dabei einen Eisen- anteil auf, der insbesondere 50% nicht übersteigt. Zudem wird vorgeschlagen, dass das Verbindungselement ein Kodierelement zur mechanischen Kodierung aufweist. Unter einer mechanischen Kodierung soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Mechanismus verstanden werden, der herstellerseitig dazu vorgesehen ist, nur bestimmte bzw. vorgesehen Bauteile oder Teile eines Systems miteinander verbinden zu lassen. Die mechanische Kodierung weist zumindest ein Kodierelement und ein korrespondierendes Kodierelement auf, die als ein Bauteil oder als eine Anformung an und/oder in einem Bauteil ausgebildet sein können. Die Anformung kann beispielsweise als eine Nut, als eine abstehende Nase, als ein Steg, etc. ausgebildet sein. Insbesondere ist das Kodierelement zur mechanischen Kodierung des Verbindungselements mit dem Akkupack, insbesondere dem Gehäuse des Akkupacks, vorzugsweise der mechanischen Schnittstelle, ausgebildet. Vorteilhaft kann dadurch sichergestellt werden, dass allein das herstellerseitig vorgesehene Verbindungselement mit dem Akkupack verbindbar ist. Des Weiteren ist alternativ oder ergänzend auch denkbar, dass das Kodierelement zur mechanischen Kodierung des Akkupacks mit dem Verbraucher vorgesehen ist. Das Kodierelement kann insbesondere einstückig mit dem Verbindungselement ausgebildet sein. Vorteilhaft kann durch die Form des Verbindungselements auf einfache Weise eine mechanische Kodierung zwischen dem Akkupack und dem Verbraucher realisiert werden.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse mehrteilig ausgebildet ist und ein Schnittstellengehäuse umfasst, welches die mechanischen Schnittstelle und eine elektrische Schnittstelle aufweist, über das der Akkupack mit dem Verbraucher mechanisch und elektrisch verbindbar ist. Vorzugsweise umfasst das Schnittstellengehäuse die mechanische Schnittstelle vollständig und die elektrische Schnittstelle teilweise. Das Schnittstellengehäuse kann austauschbar ausgebildet sein, insbesondere werkzeugunterstützt austauschbar ausgebildet sein.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Schnittstellengehäuse zumindest ein Verbindungselement und zumindest ein elektrisches Kontaktelement aufweist, wobei das elektrische Kontaktelement insbesondere in einer Ausnehmung des Schnittstellengehäuses angeordnet ist. Das Verbindungselement kann einstückig mit dem Schnittstellengehäuse ausgebildet sein. Zudem wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine elektrische Kontaktelement mit dem Schnittstellengehäuse kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden ist. Vorzugsweise ist das zumindest eine elektrische Kontaktelement nicht lösbar oder bedingt lösbar mit dem Schnittstellengehäuse verbunden.

Zudem wird vorgeschlagen, dass das Schnittstellengehäuse über äußere Befestigungselemente mit dem Gehäuse, insbesondere mit einem Grundkörper des Gehäuses, lösbar verbunden ist. In diesem Zusammenhang soll unter einem äußeren Befestigungselement insbesondere ein Befestigungselement verstanden werden, das von außen und ohne teilweises Demontieren des Verbrauchers bzw. des Akkupacks Akkupacks lösbar ist. Die äußeren Befestigungselemente sind insbesondere als mechanische Befestigungselemente ausgebildet, die zwei nicht stromführende Bauteile miteinander verbindet.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Schnittstellengehäuse, insbesondere das zumindest eine elektrische Kontaktelement des Schnittstellengehäuses, über zumindest ein inneres Befestigungselement elektrisch mit dem Akkupack, insbesondere mit der Elektronik des Akkupacks, lösbar verbunden ist. In diesem Zusammenhang soll unter einem inneren Befestigungselement insbesondere ein Befestigungselement verstanden werden, dass nur nach einer vorangegangen Demontage eines anderen Bauteils des Verbrauchers bzw. des Akkupacks lösbar ist. Insbesondere ist das innere Befestigungselement als ein elektrisches Befestigungselement ausgebildet, dass zwei stromführende Bauteile miteinander verbindet. Vorzugsweise ist über das innere Befestigungselement das zumindest eine elektrische Kontaktelement des Schnittstellengehäuses mit der Elektronik des Akkupacks oder einem elektrischen Leiter des Akkupacks elektrisch verbindbar.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das äußere und/oder das innere Befestigungselement mittels eines Sicherungselements gesichert ist, das dazu ausgebildet ist, das Befestigungselement gegen ein Lösen zu sichern. Vorteilhaft kann dadurch eine sichere Verbindung hergestellt werden.

Zudem wird vorgeschlagen, dass das Schnittstellengehäuse zumindest ein Ab dichtelement aufweist, das dazu ausgebildet ist, das Gehäuse des Akkupacks Bereich des Befestigungselements, insbesondere im Bereich des elektrischen Befestigungselements, abzudichten. Vorteilhaft kann dadurch ein effektiver Schutz der Elektronik des Akkupacks vor Feuchtigkeit realisiert werden. Das Abdichtelement kann beispielhaft als ein Dichtungsring, als eine gestanzte Dichtung, als eine selbstklebende Streifendichtung, etc. ausgebildet sein.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das elektrische Kontaktelement über einen Kabelschuh mit dem Akkupack, insbesondere mit der Elektronik des Akkupacks, verbindbar ist. Alternativ ist auch denkbar, dass das elektrische Kontaktelement über eine Stromschiene mit dem Akkupack, insbesondere mit der Elektronik des Akkupacks, verbindbar ist.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein System aus einem Akkupack mit einer mechanischen Schnittstelle und einem Verbraucher mit einer mechanischen Schnittstelle, wobei zumindest einer der mechanischen Schnittstellen austauschbar ausgebildet ist. Die mechanischen Schnittstellen können dabei jeweils wie zuvor beschrieben ausgebildet sein.

Zudem wird vorgeschlagen, dass der Verbraucher ein korrespondierendes Kodierelement oder ein weiteres korrespondierendes Kodierelement aufweist, das zu dem Kodierelement des Akkupacks korrespondiert. Vorteilhaft kann dadurch eine mechanische Kodierung zwischen dem Akkupack und dem Verbraucher realisiert werden.

Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Verbraucher, insbesondere eine Handwerkzeugmaschine, mit einem Gehäuse, mit einer zumindest ein Verbindungselement umfassenden mechanischen Schnittstelle, über die der Verbraucher mit einem Akkupack mechanisch verbindbar ist. Es wird vorgeschlagen, dass die mechanische Schnittstelle des Verbrauchers zumindest teilweise austauschbar ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch die Lebensdauer des Verbrauchers verlängert werden. Zeichnungen

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. Bezugszeichen von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung, die sich im Wesentlichen entsprechen, werden mit derselben Zahl und mit einem die Ausführungsform kennzeichnenden Buchstaben versehen.

In den folgenden Ausführungsbeispielen ist die erfindungsgemäße mechanische Schnittstelle beispielhaft einem Akkupack zugeordnet. Da die mechanische Schnittstelle des Verbrauchers zu der mechanischen Schnittstelle des Akkupacks im Wesentlichen korrespondiert, ist es für den Fachmann naheliegend, die gezeigten Ausführungsformen der mechanischen Schnittstelle des Akkupacks auch auf eine korrespondierende mechanische Schnittstelle des Verbrauchers anzuwenden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Systems mit einem Verbraucher und einem Akkupack;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Akkupacks;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Akkupacks gemäß Fig. 2 ohne ein

Schnittstellengehäuse;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Akkupacks gemäß Fig. 2;

Fig. 5 ein Querschnitt durch das System gemäß Fig. 1;

Fig. 6 ein Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform des Systems mit einem alternativen Verbindungselement; ein Querschnitt durch eine weitere alternative Ausführungsform des Systems mit einem alternativen Verbindungselement; eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Akkupacks; ein Schnitt durch den Akkupack gemäß Fig. 8a; ein weiterer Schnitt durch den Akkupack gemäß Fig. 8a; eine perspektivische Ansicht einer weiteren alternativen Ausführungsform des Schnittstellengehäuses; eine perspektivische Ansicht eines Akkupacks korrespondierend zu dem Schnittstellengehäuse gemäß Fig. 9a.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Systems 10 aus einem als eine Handwerkzeugmaschine 12 ausgebildeten Verbraucher 14 und einem als ein Handwerk- zeugmaschinenakkupack 16 ausgebildeten Akkupack 18 gezeigt. Die Handwerkzeugmaschine 12 und der Akkupack 18 weisen jeweils eine mechanische Schnittstelle 20, 22 auf, über die die beiden Komponenten des Systems 10 miteinander verbunden sind. Die Handwerkzeugmaschine 12 ist beispielhaft als ein Bohrhammer 24 ausgebildet. Die Handwerkzeugmaschine 12 weist ein Gehäuse 26 auf, an dessen rückseitigen Ende ein Handgriff 28 mit einem Betriebsschalter 30 zum Ein- und Ausschalten der Handwerkzeugmaschine 12 angeordnet ist. Am vorderen Ende des Gehäuses 26 der Handwerkzeugmaschine 12 ist eine Werkzeugaufnahme 31 angeordnet, die zur Aufnahme eines Einsatzwerkzeugs 32 vorgesehen ist. Zwischen dem Handgriff 28 und der Werkzeugaufnahme 31 ist eine einen Elektromotor 34 und ein Getriebe 36 aufweisende Antriebseinheit 38 angeordnet. Das Getriebe 36 umfasst eine Schlagwerkeinheit 40 und ist oberhalb des Elektromotors 34 angeordnet. Unterhalb des Elektromotors 34 ist eine Elektronik 42 angeordnet, über die die Handwerkzeugmaschine 12 regel- oder steuerbar ist. Der Akkupack 18 ist unterhalb des Handgriffs 28 und benachbart zu der Elektronik 42 angeordnet. Der Akkupack 18 und der Verbraucher 14 weisen jeweils eine zueinander korrespondierende elektrische Schnittstelle 44, 46 auf, über die der Akkupack 18 elektrisch mit dem Verbraucher 14, insbesondere der Elektronik 42 des Verbrauchers 14 verbindbar ist. Im miteinander verbundenen Zustand stellt der Akkupack 18 die Energieversorgung für den Verbraucher 14 bereit. Der Akkupack 18 weist ein Gewicht auf, das ca. Vi des Gesamtgewichts des Systems 10 entspricht. Durch das Gewicht und die Anordnung des Akkupacks 18 ergibt sich beim Betrieb des Systems 10 eine erhöhte Belastung im Bereich der mechanischen Schnittstellen 20, 22. Um die Lebensdauer des Systems 10, insbesondere der mechanischen Schnittstellen 20, 22 zu verlängern, sind die mechanischen Schnittstellen 20, 22 zumindest teilweise austauschbar ausgebildet.

In Fig. 2 ist der Akkupack 18 mit der mechanischen Schnittstelle 22 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der Akkupack 18 ist über die mechanische Schnittstelle 22 mechanisch mit dem Verbraucher 14 lösbar verbunden. Der Ak- kupack 18 weist ein Gehäuse 48 auf, das beispielhaft mehrteilig ausgebildet ist. Das Gehäuse 48 besteht aus einem kunststoffhaltigen Gehäusematerial. Vorzugsweise ist das Gehäuse 48 aus einem Polycarbonat oder einem Polyethylen mit hoher Dichte ausgebildet. Das Gehäuse 48 ist insbesondere als ein Außen- gehäuse ausgebildet. Das Gehäuse 48 weist auf seiner Unterseite einen Grundkörper 50, auf seiner Oberseite ein Schnittstellengehäuse 52 und an seinen Seitenflächen zwei gegenüberliegende Seitenwände 54 auf. Die Gehäuseteile 50, 52, 54 sind über Befestigungselemente 56, die beispielhaft als Schrauben ausgebildet sind, miteinander verbunden. Die Gehäuseteile 50, 52, 54 sind alle zu- mindest teilweise als Außengehäuseteile ausgebildet. Auf der Vorderseite des

Akkupacks 18 ist eine Ladezustandsanzeige 58 angeordnet, über die der Ladezustand des Akkupacks 18 anzeigbar ist. Die Ladezustandsanzeige 58 ist im Gehäuse 48, insbesondere im Grundkörper 50, integriert. Das Gehäuse 48, insbesondere das Schnittstellengehäuse 52, umfasst die mechanische Schnittstelle 22 mit einem Fixierelement 60 und mit der elektrischen Schnittstelle 46. Der Akkupack 18 ist beispielhaft als Schiebeakkupack ausgebildet. Beim Anbringen des Akkupacks 18 werden Verbindungselemente 62 der mechanischen Schnittstelle 22 des Akkupacks 18, die beispielhaft eine Führungsnut umfassen, mit korrespondierenden Verbindungselementen 64 (siehe Fig. 4) der mechanischen Schnittstelle 20 des Verbrauchers 14, die beispielhaft als Führungsschienen ausgebildet sind, in Eingriff gebracht. Der Akkupack 18 wird mittels einer Relativbewegung in Einschubrichtung 66 in die Handwerkzeugmaschine 12 eingeschoben und dabei durch die Verbindungselemente 62 des Akkupacks 18 und die Verbindungselemente 64 des Verbraucherst geführt. Über die Verbindungsele- mente 62, 64 der beiden mechanischen Schnittstellen 20, 22 wird der Akkupack

18 kraft- und formschlüssig lösbar mit dem Verbraucher 14 verbunden. Die Relativbewegung zum Verbinden des Akkupacks 18 weist einen Freiheitsgrad von eins auf. Die Verbindungselemente 62 der mechanischen Schnittstelle 22 sind austauschbar ausgebildet. Die Verbindungselemente 62 sind über Befestigungs- elemente 90 (siehe Fig. 5) lösbar mit der mechanischen Schnittstelle 22, insbesondere mit dem Schnittstellengehäuse 52, verbunden.

Zur Verriegelung des Akkupacks 18 mit dem Verbraucher 14 weist die mechanische Schnittstelle 22 das Fixierelement 60 auf. Das Fixierelement 60 ist als federbelastetes Rastelement ausgebildet, das schwenkbar im Gehäuse 48 des Ak- kupacks 18 gelagert ist. Die Verriegelung erfolgt über ein Einschieben des Akkupacks 18 entlang der Einschubrichtung 66, wobei das Fixierelement 60 am Ende der Relativbewegung in eine Hinterschnittstellung einrastet. Zum Lösen der Verriegelung weist die mechanische Schnittstelle 22 ein als ein Taster ausgebildetes Betätigungselement 68 auf, das mit dem Fixierelement 60 beweglich gekoppelt ist. Durch eine Betätigung des Betätigungselements 68 bewegt sich das Fixierelement 60 in das Gehäuse 48 des Akkupacks 18 hinein, und die Verriegelung zwischen dem Akkupack 18 und dem Verbraucher 14 wird gelöst, sodass der Akkupack 18 mit einer der Relativbewegung in Einschubrichtung 66 entgegenge- setzten Bewegung gelöst werden kann.

Des Weiteren weist das System 10 eine mechanische Kodierung 11 auf, über die sichergestellt werden kann, dass nur die von dem Hersteller vorgesehene Kombination aus Akkupack 18 und Verbraucher 14 miteinander mechanisch verbind- bar ist. Die mechanische Kodierung 11 umfasst ein akkupackseitiges Kodierelement 23 und zumindest ein verbraucherseitiges Kodierelement (nicht dargestellt). Das Kodierelement 23 des Akkupacks 18 ist auf der Außenfläche des Gehäuses 48 angeordnet. Insbesondere ist das Kodierelement 23 im Bereich der mechanischen Schnittstelle 22 und zwischen den beiden Verbindungselementen 62 an- geordnet. Das Kodierelement 23 ist als eine Anformung einstückig mit dem

Schnittstellengehäuse 52 ausgebildet. Das Kodierelement 23 ist als ein länglicher Steg ausgebildet, der sich quer zu den beiden Verbindungselementen 62 erstreckt. In Fig. 3 ist der Akkupack 18 ohne das Schnittstellengehäuse 52 und ohne die

Seitenwände 54 gezeigt. Der Grundkörper 50 des Gehäuses 48 weist einen Zel- lenhalterbereich auf. Im Zellenhalterbereich ist zumindest eine Akkuzelle 70 aufgenommen, wobei der Akkupack 18 in dieser Ausführungsform beispielhaft zehn parallel oder seriell verschaltete Akkuzellen 70 aufweist. Die Akkuzellen 70 sind dabei zweilagig angeordnet, wobei eine Lage jeweils fünf Akkuzellen 70 aufweist.

Die Akkuzellen 70 sind zylinderförmig ausgebildet und weisen an ihren Stirnflächen elektrische Zellpole 72 auf. Die Verbindung der Akkuzellen 70 untereinander wird über Zellverbinder 74 realisiert. Die Zellverbinder 74 sind zur elektrischen Verschaltung der Akkuzellen 70 untereinander in Parallel- und/oder Rei- henschaltung ausgebildet. In der dargestellten Ausführungsform sind jeweils zwei oder vier Akkuzellen 70 über Zellverbinder 74 miteinander verbunden. Ferner ist zu erkennen, dass die einzelnen Akkuzellen 70 zur mechanischen Fixierung in dem Zellenhalterbereich des Grundkörpers 50 beabstandet voneinander aufgenommen sind. Der Zellenhalterbereich dient neben der Fixierung der Akkuzellen 70 in dem Gehäuse 48 auch zur Kühlung der Akkuzellen 70 und wird aus einem wärmeleitfähigen Material, beispielsweise Aluminium oder einem gut wärmeleitenden Kunststoff, gebildet. Des Weiteren weist der Zellenhalterbereich hülsenartige Isolierwandungen auf, so dass die einzelnen Akkuzellen 70 separiert werden und eine elektrische Isolierung der einzelnen Akkuzellen 70 voneinander gewähr- leistet werden kann.

Oberhalb des Zellenhalterbereichs, insbesondere im Bereich zwischen dem Grundkörper 50 und dem Schnittstellengehäuse 52, ist eine Elektronik 78 angeordnet. Die Elektronik 78 umfasst eine Leiterplatte 80. Die Elektronik 78 ist mit der Ladezustandsanzeige 58 verbunden. Auf der Leiterplatte 80 sind elektrische

Kontaktelemente 82, die zum Laden und Entladen des Akkupacks 18 vorgesehen sind, und weitere Kontaktelemente 84, die zur Übermittlung von Zustandsinformationen, wie beispielsweise den Ladezustand oder die Temperatur des Akkupacks 18, an den Verbraucher 14 ausgebildet sind, angeordnet. Die elektri- sehen Kontaktelemente 82 und die weiteren Kontaktelemente 84 sind der elektrischen Schnittstelle 46 zugeordnet. Die elektrischen Kontaktelemente 82, 84 sind im montierten Zustand des Akkupacks 18 in Ausnehmungen 83 (siehe Fig. 2) im Gehäuse 48, insbesondere im Schnittstellengehäuse 52, angeordnet. Die elektrischen Kontaktelemente 82 sind mit der Elektronik 78 und mit den Akkuzellen 70 verbunden. Die elektrische Verbindung der elektrischen Kontaktelemente 82 mit den Akkuzellen 70 erfolgt über als Lötstellen ausgebildete Kontaktstelle 86, an denen die Akkuzellen 70 über die Zellverbinder 74 mit als Drähte ausgebildeten elektrischen Leitern 88 verlötet sind. Alternativ ist auch eine Schweißverbindung des Zellverbinders 74 mit dem elektrischen Leiter 88 denkbar.

In Fig. 4 ist der Akkupack 18 in einer Seitenansicht gezeigt. Die Seitenwand 54 ist über Befestigungselemente 56 mit dem Schnittstellengehäuse 52 und dem Grundkörper 50 des Gehäuses 48 verbunden. Die Verbindungselemente 62 sind über Befestigungselemente 90 lösbar, insbesondere werkzeugunterstützt lösbar, mit der mechanischen Schnittstelle 22, insbesondere mit dem Schnittstellenge- häuse 52, verbunden. Jedes Verbindungselement 62 ist in dieser Ausführungsform mit zwei Befestigungselementen 90 verbunden. Es ist allerdings auch denkbar, dass die Verbindungselemente 62 mit mehr oder weniger als zwei Befestigungselementen 90 verbunden sind. Die Befestigungselemente 90 sind beispielhaft als Schrauben ausgebildet. Die Schrauben 90 können aus einem metallischen Werkstoff oder aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Ein stirnseitiges Ende des Befestigungselements 90, in dieser Ausführungsform der Schraubenkopf, ist in dem Bereich angeordnet, in welchem das korrespondierende Verbindungselement 64 des Verbrauchers 14 in dem eine Führungsnut umfassenden Verbindungselement 62 des Akkupacks 18 geführt wird bzw. eingreift. Die Befestigungselemente 90 sind vorzugsweise versenkt im Verbindungselement 62 angeordnet. Alternativ ist auch denkbar, dass die Befestigungselement 90, insbesondere das stirnseitige Ende der Befestigungselemente 90, teilweise die Führungsfläche des Verbindungselements 62 bilden. Ein stirnseitiges Ende eines der Befestigungselemente 90 ist mit einem Versiegelungselement 91 verdeckt. Das Versiegelungselement 91 ist als eine Kunststoffplombe ausgebildet und muss vor einem Lösen des Befestigungselements 90 entfernt werden, wobei ein Entfernen des Versiegelungselements 91 eine nicht reparable Beschädigung des Versiegelungselements 91 zur Folge hat.

In Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die mechanische Schnittstelle 20 des Verbrauchers 14 und die mechanische Schnittstelle 22 des Akkupacks 18 des Systems 10 gemäß Fig. 1 gezeigt. Der Verbraucher 14 weist eine elektrische Schnittstelle 44 auf, die mehrere elektrische Kontakte 92 umfasst und über die die elektrische Schnittstelle 44 des Verbrauchers 14 mit der elektrischen Schnittstelle 46 des Akkupacks 18 elektrisch verbindbar ist. Die elektrischen Kontakte 92 sind auf einem Kontakthalter 94 angeordnet, der im Handgriff 28 des Verbrauchers 14, insbesondere im Fuß des Handgriffs 28 des Verbrauchers 14, befestigt ist. In dieser Ausführungsform greift das als Führungsschiene ausgebildete Verbindungselement 64 des Verbrauchers 14 in das korrespondierende eine Führungsnut umfassende Verbindungselement 62 des Akkupacks 18 ein. Die Verbindungselement 62, 64 sind im Wesentlichen L-förmig ausgebildet. Das Verbindungselement 64 liegt an zwei Außenflächen des Verbindungselements 62 des Akkupacks 18 an. Während eines normalen Betriebs der Handwerkzeugmaschine 12 entspricht die Orientierung des Systems 10 im Wesentlichen der in Fig. 1 darge- stellten Orientierung, wobei der Akkupack 18 am unteren Ende der Handwerkzeugmaschine 12 angeordnet ist. In dieser Orientierung wirkt eine Kraft ausgehend vom Gewicht des Akkupacks 18 auf die Auflagefläche 96 des Verbindungselements 62.

In Fig. 6 ist eine alternative Ausführungsform der mechanischen Schnittstelle 22a in einem Querschnitt gezeigt. Im Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel weist die mechanische Schnittstelle 22a keine mechanische Kodierung 11 auf, die zwischen den Verbindungselementen 62 angeordnet ist, sondern eine alternative mechanische Kodierung IIa mit Kodierelementen 23a, die einstückig mit den austauschbaren Verbindungselementen 62a ausgebildet sind. Die mechanische Kodierung IIa ist zur Kodierung des Akkupacks 18a mit dem Verbraucher 14a vorgesehen. Die mechanische Kodierung IIa wird dadurch bereitgestellt, dass der Bereich, in welchem das Verbindungselement 62a eine Führungsnut bildet, seitlich und in der Höhe durch jeweils zwei gegenüberliegende Wände 98a, 100a begrenzt wird. Das Verbindungselement 62a ist im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Durch diese Begrenzung ergibt sich im Vergleich zu dem Verbindungselement 62 aus dem vorherigen Ausführungsbeispiel ein flacherer und schmalerer Nutbereich des Verbindungselements 62a, was zur Folge hat, dass der Verbraucher 14 nicht mit dem Akkupack 18a verbindbar ist, insbesondere somit das Verbindungselement 64 nicht mit dem Verbindungselement 62a verbindbar ist. Das Verbindungselement 64a des Verbrauchers 14a ist als das zu dem Kodierelement 23a korrespondierende Kodierelement 102a ausgebildet.

In Fig. 7 ist eine weitere alternative Ausführungsform der mechanischen Schnittstelle 22b in einem Querschnitt gezeigt. Die austauschbaren Verbindungselemente 62b sind L-förmig ausgebildet und weisen jeweils ein als eine Anformung ausgebildetes Kodierelement 23b auf. Die mechanische Kodierung IIb ist insbesondere zur Kodierung der Verbindung zwischen dem Verbindungselement 62b und dem Akkupack 18b, insbesondere zur Kodierung der Verbindung zwischen dem Verbindungselement 62b und dem Schnittstellengehäuse 52b, vorgesehen. Die mechanische Schnittstelle 22b, insbesondere das Schnittstellengehäuse 52b, weist ein zu dem Kodierelement 23b korrespondierendes Kodierelement 102b auf, das beispielhaft als eine Nut ausgebildet ist. In Fig. 8a ist eine alternative Ausführungsform des Akkupacks 18 gezeigt. Der Aufbau des Akkupacks 18d entspricht weitestgehend dem Aufbau des Akkupacks 18, und es werden im Folgenden die Unterschiede näher beschrieben. Das Gehäuse 48c des Akkupacks 18c ist zweiteilig mit einem Grundkörper 50c und einem Schnittstellengehäuse 52c ausgebildet. Der Grundkörper 50c ist über äußere Befestigungselemente 104c mit dem Schnittstellengehäuse 52c insbesondere werkzeugunterstützt lösbar verbunden. Das Schnittstellengehäuse 52c ist vorteilhaft austauschbar ausgebildet. Insbesondere ist das Schnittstellengehäuse 52c derart austauschbar ausgebildet, dass sowohl die Verbindungselemente 62c als auch die Kontaktelemente 82c, 84c mit dem Schnittstellengehäuse 52c austauschbar sind. Vorteilhaft können dadurch sämtliche verschleißanfälligen Bauteile gleichzeitig ausgetauscht werden. Das Schnittstellengehäuse 52c umfasst die mechanische Schnittstelle 22c und teilweise die elektrische Schnittstelle 46c des Akkupacks 18c. Das austauschbare Schnittstellengehäuse 52c umfasst zwei jeweils eine Führungsnut umfassende Verbindungselemente 62c, die einstückig mit dem Schnittstellengehäuse 52c ausgebildet sind. Des Weiteren umfasst das Schnittstellengehäuse 52c fünf als Federkontakte ausgebildete Kontaktelemente 82c, 84c, die fest bzw. nicht lösbar mit dem Schnittstellengehäuse 52c verbunden sind.

In Fig. 8b ist ein Schnitt durch die in Fig. 8a eingezeichnete Ebene A gezeigt. Die Kontaktelemente 82c, 84c sind mit einem Gehäusedeckel 106c des Schnittstellengehäuses 52c verbunden. Der Gehäusedeckel 106c bildet insbesondere die Oberseite des Gehäuses 48c des Akkupacks 18c. Die Verbindung der Kontaktelemente 82c, 84c mit dem Schnittstellengehäuse 52c erfolgt insbesondere durch eine formschlüssige Aufnahme der Kontaktelemente 82c, 84c durch das Schnittstellengehäuse 52c. Es sind allerdings auch andere Befestigungsarten denkbar, wie beispielsweise stoffschlüssig durch ein Verkleben der Kontaktelemente 82c, 84c mit dem Schnittstellengehäuse 52c. Die Kontaktelemente 82c, 84c sind mit dem Grundkörper 50c bzw. mit der Elektronik 78c des Akkupacks 18c über innere Befestigungselemente 108c elektrisch verbindbar.

In Fig. 8c ist ein Schnitt durch die In Fig. 8a eingezeichnete Ebene B gezeigt. Das innere Befestigungselement 108c ist beispielhaft als eine Schraube ausge- bildet, die das elektrische Kontaktelement 84c mit einem Kabelschuh 110c elektrisch verbindet. Die Kontaktelemente 82c, 84c weisen jeweils eine Aufnahme bzw. Bohrung für die inneren Befestigungselemente 108c auf. Im Grundkörper 50c des Gehäuses 48c des Akkupacks 18c ist eine Mutter 112c eingelassen. Der Kabelschuh 110c ist zwischen der Mutter 112c und dem elektrischen Kontaktelement 84 angeordnet, sodass durch ein Festziehen des als Schraube ausgebildeten inneren Befestigungselements 108c das elektrische Kontaktelement 84c den Kabelschuh llOd mit einer Kraft beaufschlagt. Das Schnittstellengehäuse 52c, insbesondere der Gehäusedeckel 106c des

Schnittstellengehäuses 52c, weist eine Öffnung 114c auf, die im Bereich der inneren Befestigungselemente 108c angeordnet ist. Die Öffnung 114c ist insbesondere oberhalb der inneren Befestigungselemente 108c angeordnet. Die Öffnung 114c ist vorzugsweise derart angeordnet, dass das innere Befestigungs- element 108c über die Öffnung 114c eingesetzt und/oder befestigt werden kann.

Um das Schnittstellengehäuse 52c nach Befestigung des inneren Befestigungselements 108c gegen Eintritt von Staub und Feuchtigkeit zu schützen, weist das Schnittstellengehäuse 52c ein Abdichtelement 116c auf. Das Abdichtelement 116c ist aus einem elastischen Kunststoff ausgebildet und wird in die Öffnung 114c eingesetzt. Vorzugsweise ist das Abdichtelement 116c stoffschlüssig oder kraft- und formschlüssig mit dem Schnittstellengehäuse 52c verbunden.

In Fig. 9a und Fig. 9b ist eine alternative Ausführungsform des Akkupacks 18d mit einem austauschbaren Schnittstellengehäuse 52d gezeigt. Das Gehäuse 48d des Akkupacks 18d ist zweiteilig aufgebaut, wobei das Schnittstellengehäuse

52d über äußere Befestigungselemente 104d mit dem Grundkörper 50d des Gehäuses 48d verbunden ist. Das austauschbare Schnittstellengehäuse 52d umfasst die mechanische Schnittstelle 22d und teilweise die elektrische Schnittstelle 46d. Das austauschbare Schnittstellengehäuse 52d umfasst insbesondere zwei gegenüberliegende Verbindungselemente 62d, die jeweils eine Führungsnut aufweisen und die einstückig mit dem Schnittstellengehäuse 52d ausgebildet sind. Des Weiteren umfasst das Schnittstellengehäuse 52d fünf Kontaktelemente 82d, 84d, die fest bzw. nicht lösbar mit dem Schnittstellengehäuse 52d verbunden sind. Der Grundkörper 50d weist je äußerem Befestigungselement 104d eine als Schraubdom ausgebildete Befestigungselementaufnahme 118d auf. Zur elektrischen Verbindung der Kontaktelemente 82d, 84d des Schnittstellengehäuses 52d mit den Akkuzellen des Akkupacks 18d sind auf der Elektronik 78d, insbesondere auf der Leiterplatte 80d, Stromschienen 120d angeordnet. Die Stromschienen 120d können als Hochspannungsstromschienen ausgebildet sein. Insbesondere sind die Stromschienen 120d, die mit den elektrischen Kontaktelementen 82d zum Laden und Entladen verbunden werden, als Hochspannungsstromschienen ausgebildet. Vorzugsweise weisen die Kontaktelemente 82d, 84d ebene Kontaktflächen (nicht dargestellt) auf, die im montierten Zustand an der Stromschiene 120d anliegen und einen elektrischen Kontakt herstellen. Um die elektrische Verbindung im Bereich der Stromschienen 120d zu verbessern, ist zusätzlich denkbar, dass die Kontaktelemente 82d, 84d über innere Befestigungselemente beispielsweise mit der Leiterplatte 80d verbunden sind.