用于手持式工具机的蓄电池组的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于手持式工具机的蓄电池组。

背景技术：

电手持式工具机在原则上已知并且通过电网连接端供应电流。替代地，蓄电池设备使得能实现工作时高的灵活性，因为蓄电池设备尤其是独立于电网电流。通过该方式例如也可方便地执行户外工作，使得在运行手持式工具机时经常设置成使用蓄电池组。

这种蓄电池组原则上已知并且一般具有多个并联和/或串联的可重复充电的蓄电池，例如每个3.6伏的三个串联的柱形锂离子单体，其总电压为10.8伏。在本申请的范畴内，蓄电池组因而要理解为优选由多个电连接在一起的蓄电池单体构成的蓄电池组件，该蓄电池组件可将为手持式工具机运行提供所需能量的电能进行存储且能够可更换地安装在手持式工具机的腔、接口或类似结构中。所连接的蓄电池单体一方面必须与蓄电池组电子部件连接而另一方面必须相互连接。在此，为了串联，部分地使用所谓的导体板材和/或线缆，所述导体板材和/或线缆钎焊到蓄电池单体的对应的互补的电极上并且将蓄电池单体相互连接。

蓄电池单体必须与蓄电池组电子部件连接，而在多个蓄电池单体的情况下，它们一方面必须相互连接而另一方面必须与蓄电池组电子部件连接。在此，为了串联，部分地使用所谓的导体板材和/或线缆，所述导体板材和/或线缆钎焊到蓄电池单体的对应的互补的电极上并且将蓄电池单体相互连接。导体板材和/或线缆与单体连接件经由导电的胶粘连接部连接。

蓄电池组一般包括蓄电池组壳体，单体保持件要么完全地要么部分地被接收在该蓄电池组壳体中。替代地，单体保持件自身构成蓄电池组壳体的蓄电池组壳体元件。在此证明为不利的是，各蓄电池组壳体部件必须经由不同的连接元件、尤其是借助以螺钉拧紧或卡扣来相互连接。

技术实现要素：

本发明的任务是，改善开头提到的缺点并提供开头提到类型的用于手持式工具机的改进的蓄电池组，其中，蓄电池组壳体能尽可能成本有利地、快地且简单地组装。

该任务通过根据权利要求1所述的蓄电池组解决。由从属权利要求可得到本发明的有利的构型、变型和扩展方案。

根据本发明设置，用于手持式工具机的蓄电池组具有蓄电池组壳体和至少一个单体保持件，其中，该单体保持件接收至少一个蓄电池单体。此外，所述蓄电池组壳体具有至少一个可翻折的铰链，其中，该铰链将第一元件和第二元件相互连接。在此设置，第一元件和第二元件一体地且能相对彼此枢转地构造。通过该方式可将两个或更多个蓄电池组壳体部件相互连接。蓄电池组壳体部件在此可相对彼此旋转地受支承。

有利地，单体保持件接收多个相互并联和/或串联的蓄电池单体，其中，在一实施方式中，每个蓄电池单体具有平行于纵长轴线延伸的外周面，其中，该外周面被垂直于纵长轴线的两个端面限界，使得外周面和端面构成蓄电池单体的外壳。

在特别优选的实施方式中，蓄电池组壳体包括单体保持件，其中，该单体保持件具有铰链。根据本发明的蓄电池组的使用使得易于装配并减少部件多样性。在此有利的是，所述至少一个铰链是膜铰链，因为尤其是膜铰链可用作装配辅助、尤其是用作定位和保持辅助，其中，例如电子电路板、线缆引导件、单体连接件、保险装置或其他电子部件能可松脱地或持久地定位在其方位中。

优选，蓄电池组壳体还具有至少一个另外的连接装置，该另外的连接装置将铰链固定在其方位中或者说保持在锁止位置中。在此有利地设置，所述另外的连接装置是卡扣连接部、插接连接部和/或螺钉连接部，使得可通过附加的连接装置将可通过铰链相对彼此旋转地受支承的蓄电池组壳体部件固定在其相对彼此的方位中。在特别优选的构型中，所述连接装置涉及至少一个布置在第一元件上的卡锁凸起和布置在第二元件上的卡锁元件，使得有利地通过该另外的连接装置形成第一元件和第二元件之间的形状锁合连接和/或力锁合连接。

蓄电池组还包括蓄电池组电子部件，其中，该蓄电池组电子部件具有至少一个电路板，该电路板具有接触元件，用于建立蓄电池组和手持式工具机之间的电连接。替代地或附加地可设置，蓄电池组具有另外的电路板，尤其是柔性电路板，在该另外的电路板上布置有与蓄电池单体相对应的接触器件。优选，接触器件将相对应的蓄电池单体在外周面上这样电接触，使得可取消各蓄电池单体与蓄电池组电子部件经由电流导体实现的附加接触。在此，接触器件可通过熔焊连接部或钎焊连接部与电路板连接，由此实现特别简单和可靠的机械接触和电接触。此外也可通过相应实施的焊接连接获得允差补偿以及热膨胀补偿。

有利地，蓄电池组电子部件具有微控制器，其中，该微控制器与接触器件电连接并且设置用于通过所述至少一个接触器件感测各蓄电池单体的至少一个运行参数。借助蓄电池组电子部件的微控制器，可尤其通过各蓄电池单体的电压来监控充电状态和借助相应的调节来控制充电状态。相应地，可进行单体各自单独监控，其中，各蓄电池单体借助接触器件直接与蓄电池组电子部件的电路板连接。这种连接可例如通过钎焊连接进行，其中，蓄电池组电子部件有利地可具有相应的钎焊焊盘。因而可基于蓄电池单体和电路板之间的连接确认：是否所有的蓄电池单体都按规定充电，或者说，是否可能到达蓄电池单体不能承受的充电电流。此外，可设有调节装置，借助该调节装置这样调节充电电流，使得一方面防止各蓄电池单体过载，而另一方面可将所有蓄电池单体完全充满电。通过该方式，在长时间上实现相应蓄电池组的良好的可用性。

根据本发明设置，铰链将所述至少一个电路板固定在蓄电池组壳体和/或单体保持件上，其中，电路板、尤其是柔性电路板夹入在第一元件和第二元件之间。在此，在优选的构型中，蓄电池组壳体和/或单体保持件但尤其是第二元件具有至少一个视线区，用于指示蓄电池单体的充电状态，其中，有利地，蓄电池组壳体和/或单体保持件、尤其是第二元件具有多个视线区，从而可借助不同的视线区指示蓄电池单体的不同充电状态。

借助根据本发明的蓄电池组的上述优化构型，尤其可改善该蓄电池组的装配或者说不同的部件——尤其是电路板、线缆引导件、单体连接件和/或电子部件保险装置的部件——在蓄电池组壳体内的定位和装配。

原则上，可在蓄电池组内使用单体保持件的不同的实施方式，使得可接收具有不同直径和长度的蓄电池单体并可确保单体保持件在不同的蓄电池组中的应用。

可使用不同的蓄电池类型作为用于蓄电池组的蓄电池单体，这些蓄电池类型具有不同的材料，例如锂离子(Li-Ion)、镍镉(NiCd)、镍金属氢化物(NiMH)、或锂聚合物(LiPo)，具有不同的结构形状，例如圆的、棱柱形的或带角的，或其他替代系统，例如燃料电池单体。优选尤其是使用锂离子单体，因为尤其是在锂离子单体的情况下可能的是，将多个蓄电池单体组合成蓄电池单体区块，其中，多个蓄电池单体并联。在此特别有利的是，单体保持件可接收具有不同直径和长度的蓄电池单体，由此可将该单体保持件或者说单体载体应用在不同的蓄电池组中。

根据本发明的蓄电池组可也设置在工具系统中。相应地，包括能可拆卸地与手持式工具机连接的蓄电池组的手持式工具机构成本发明的另一主题，其中，手持式工具机至少一个相对应的对应接触元件，用于与蓄电池组的接口电连接和/或机械连接。

手持式工具机应一般性地理解为所有以下手持式工具机，其具有可置于运动中、例如置于旋转和/或振动中的工具载体，该工具载体可通过驱动马达驱动，所述手持式工具机例如是棒状起子机、蓄电池电钻、冲击钻、多功能工具机、和/或钻孔起子机。电能的传递在上下文中尤其是应理解为，手持式工具机通过蓄电池和/或通过电缆连接端被供应以能量。

电动马达应广泛地理解为所有种类的耗电器，例如电子换向电机、线性驱动器、灯、泵、通风器、压缩机或类似的。无刷电子换向电机的优点尤其在于：该电机一方面是近似无需维护的而另一方面由于其在蓄电池运行期间的高效率而使得能实现蓄电池每充一次电后的较长工作时间，由此该电机是特别高效的。具有电子换向电机的手持式工具机还可很紧凑且轻地构造，其中，特别有利的是，形成的热损失也小，由此该器具不像同类器具那么热并从而使用寿命更长。

本发明的其他特征、应用可能性和优点由在后面对本发明的实施例的说明得到，这些实施例在附图中示出。在此要注意，示出的特征仅具有描述性的特点并且也可与其他上述扩展方案的特征组合使用并且不应认为是以任意形式限制了本发明。

附图说明

在后面根据优选实施例详细解释本发明，其中，对于相同的特征使用相同的附图标记。

附图是示意性的并且示出:

图1示例性地示出具有根据本发明的蓄电池组的手持式工具机的视图；

图2根据本发明的蓄电池组的第一实施方式的立体分解图；

图3用于根据本发明的蓄电池组的单体保持件的立体图；和

图4图3的单体保持件与布置在其上的蓄电池单体部件的立体图。

具体实施方式

图1示出构造为手持式工具机300的电动器具，该电动器具示例性地构造为蓄电池式钻孔起子机。相应地，在示出的该实施方式中，手持式工具机300为了独立于电网地供应电流而与蓄电池组100机械地和电地连接。但要指出的是，本发明不局限于蓄电池式钻孔起子机，而是可用在不同的手持式工具机300中，而与该手持式工具机是如示出的那样以蓄电池组100(作为独立于电网的电流供应装置)运行还是以依赖电网的电流供应装置运行无关。手持式工具机300具有：布置在壳体305中的传动装置330，用于将由驱动马达335产生的转矩传递到绕旋转轴线x旋转的驱动轴上，在该驱动轴上固定有用于未示出的工具的工具接收件320；和把手315。在壳体305内布置有电子部件370，该电子部件与驱动马达335和/或传动装置330处于电子接触和/或机械接触。把手315用作手持式工具机300的操作者的手所用的支承面且一般具有：纵长轴线y；前面317，该前面沿着轴线x指向工具接收件320的方向；后面316；和两个侧面318。

在把手315的区域中布置有用于驱动马达335的能量供应的第一操作元件310，其中，第一操作元件310从壳体305以对于操作者可手动触及的方式突出，使得以已知的方式使得能通过第一操作元件310的按压运动优选根据第一操作元件310的调节位移对驱动马达进行控制和/或调节，并且也使得能将驱动马达335的电压供应开启和/或关断。手持式工具机300还具有呈滑动开关形式的第二操作元件312，用于调设手持式工具机300的驱动马达335的旋转方向。第二操作元件312可垂直于尤其是手持式工具机300的工具接收件320的驱动轴的旋转轴线x移动地布置，使得第二操作元件312在操纵时可在第一位置、第二位置和第三位置之间来回运动。在此，第一和第二位置分别确定驱动马达的一个旋转方向。因而手持式工具机300的操作者根据第二操作元件312的位置就已经可以识别出手持式工具机300在哪种工作模式中工作。附加地，第二操作元件在第一位置和第二位置之间具有第三位置，例如中间位置，其中，在第三位置中将马达电流电地、机电地和/或机械地中断。例如可以将第一操作元件310的操作进行机械禁阻，其中，第二操作元件312在运动到第三位置中时锁定地作用到第一操作元件310上。在此，第二操作元件312可如示出的那样实施为滑动开关或替代地实施为翘板开关。

第一和第二操作元件310，312沿着旋转轴线x这样布置，使得可能的是，用食指或中指既可以操纵第一操作元件310，也可以操纵第二操作元件312。在此，第一操作元件310和第二操作元件312之间的间距这样选择，使得使得可实现手持式工具机300的单手操作。此外，两个操作元件310，312布置在位于旋转轴线x下方的区域中并且从壳体305突出。

在图1所示的位置中，蓄电池组100固定在手持式工具机300的把手315上且通过锁定器件锁定。通过将蓄电池组100布置在把手315下方，使得对手持式工具机300的操作不受干扰。未详细示出的锁定器件尤其包括锁定元件和操纵元件220。通过对操纵元件220的操纵，可将蓄电池组100从手持式工具机300的把手315松脱。手持式工具机300还具有接口380。

图1所示的蓄电池组100例如实施为推装式蓄电池组且具有与手持式工具机300的接口380相对应的接口180。替代于推装式蓄电池组，也可能的是实施为枢转或旋转蓄电池组，其中，该蓄电池组100可在与枢转轴线相对置的一侧通过卡锁、螺钉旋拧、夹卡或张紧以可松脱的方式锁止在手持式工具机300的壳体305上。通过该方式可有效地防止蓄电池组可能从壳体305掉落。

为了将蓄电池组100可拆卸地安装在手持式工具机300或充电器上，蓄电池组100具有用于与手持式工具机300的相对应的接口380或充电器的相对应的接口机械连接和电连接的接口180。在安装蓄电池组100时，将手持式工具机300或充电器的用于接收蓄电池组100的相对应的引导元件的接收器件、例如导槽和导肋与所述相对应的引导元件形成配合，其中，蓄电池组100沿着接收器件导入且蓄电池组100的接口180推装到手持式工具机300的相对应的接口380或充电器的相对应的接口中。通过接口180，380可将蓄电池组100配属给手持式工具机300和/或充电器。

为了将蓄电池组100锁定在手持式工具机300的把手315上，将蓄电池组100沿着把手315推动，且更确切地说沿着把手315的基本上垂直于把手315的纵长方向y的下外表面推动。在图1所示的位置中，蓄电池组100通过锁定器件锁定在把手315上。锁定器件尤其包括图2所示的锁定元件210和操纵元件220。通过对操纵元件220的操纵，可将蓄电池组100从手持式工具机300的把手315松脱。在蓄电池组100解锁之后，可将蓄电池组100从把手315分离。在将蓄电池组100安装在手持式工具机300上时，使锁定元件210与手持式工具机300的把手315中的未详细示出的相对应的接收件形成配合。

图2以分解图示出蓄电池组100。蓄电池组100具有壳体110，该壳体包括第一壳体部件120和第二壳体部件130。在这里可清楚地看到，蓄电池组壳体110还具有单体保持件600，该单体保持件600带有多个串联的、未详细示出的蓄电池单体400，其中，第二壳体部件130直接构成单体保持件600。单体保持件600定位在两个壳体部件120，130之间。蓄电池组壳体110还具有两个侧面部件125，它们在组装状态中将第一壳体部件120和第二壳体部件130或者说单体保持件600这样保持在一起，使得防止第一壳体部件120从第二壳体部件130脱开或反过来。蓄电池组100在图2所示的实施变型中构造为推装式蓄电池组。

单体保持件600除了将蓄电池单体400固定在蓄电池组壳体120，130中之外也用于蓄电池单体400的冷却并且由导热材料、例如铝或塑料构成。如在图3中可看到的那样，单体保持件600尤其具有套筒状的绝缘壁部，使得可将各蓄电池单体400分开独立并且可确保各蓄电池单体400相互间的电绝缘。相邻蓄电池单体400之间以及蓄电池单体400和单体保持件600之间的的热传递阻抗在此尽可能小，使得由蓄电池单体400产生的热损失可良好地向外导出且可防止蓄电池组在内部过热。在示出的实施方式中，单体保持件600具有至少一个可翻折的铰链670。铰链670将单体保持件600或者说蓄电池组壳体110的第一元件672与单体保持件600或者说蓄电池组壳体110的第二元件674连接，其中，第一元件672和第二元件674一体地且相对彼此可枢转地构造为膜铰链670。通过该方式可将两个或更多个蓄电池组壳体部件相互连接，其中，这两个蓄电池壳体部件在此相对彼此可旋转地受支承。膜铰链670在蓄电池组100的装配期间可用作装配辅助、尤其是用作定位和保持辅助，使得例如电路板810，812、线缆引导件、单体连接件、保险装置和/或其他电子部件能可松脱地和/或持久地定位在它们在蓄电池组100上或者说在蓄电池组壳体110内的方位处。

如尤其在图4中可看到的那样，蓄电池组电子部件800具有至少一个柔性电路板812，该柔性电路板具有至少一个与蓄电池单体400相对应的接触器件840，其中，在示出的该实施方式中，柔性电路板812夹入在第一元件672和第二元件674之间。此外，单体保持件600具有多个定位元件604，以将柔性电路板812保持在其位置中，其中，定位元件604在装配状态中配合到柔性电路板812的相对应的槽口816中。为了将铰链保持在锁止位置中，蓄电池组壳体110在示出的实施变型中具有两个另外的连接装置678。所述另外的连接装置678可以是卡扣连接、插接连接和/或螺钉连接。在卡扣连接的情况中，连接装置678具有至少一个布置在第一元件672上的卡锁凸起676和布置在第二元件674上的卡锁元件677，使得连接装置678在完成装配之后实现第一元件672和第二元件674之间的形状锁合和/或力锁合的连接。

第二元件674具有多个视线区679，它们分别指示蓄电池单体400的不同的充电状态。为了该目的，柔性电路板812具有多个电构件，尤其是至少一个操纵元件819和多个指示灯817。在完成柔性电路板812在第一元件672和第二元件674之间的装配之后，第二元件674的区域中的视线区678使得能指示蓄电池单体400的不同的充电状态。

膜铰链的使用简化和加速了蓄电池组壳体110的装配，其中，此外减少了构件，从而通过使用这种铰链使得能实现极其有利的接合方法。通过膜铰链可例如将电路板810，812、线缆引导件、单体连接件500、保险装置或其他电子部件定位并接着要么持久地要么可松脱地锁止在它们的方位中。

蓄电池单体400相互间的连接通过单体连接件500实现，该单体连接件尤其在图2和4中示出。通过单体连接件500，可并联和/或串联地执行蓄电池单体400相互间的电接通。在图2和4所示的实施方式中还可看到，在蓄电池组壳体110内，在单体保持件600的表面上，电路板810与蓄电池组电子部件800固定。在电路板810上布置有接触元件140，用于建立蓄电池组100和手持式工具机300或者蓄电池组100和充电器之间的电连接和机械连接。在此，接触元件143构造为电压接触元件并且用作充电和/或放电接触元件，而接触元件144构造为信号接触元件并且用于将信号从蓄电池组100传递给手持式工具机300或充电器和/或将信号从手持式工具机300或充电器传递给蓄电池组100。

此外，在图2和4中示出单体连接件500，通过该单体连接件可以以并联和/或串联执行蓄电池单体400相互间的电接通。在此，各蓄电池单体400为了机械固定而相互隔开间距地被接收在单体保持件600中。每个蓄电池单体400具有平行于纵长轴线x延伸的外周面，其中，该外周面被两个垂直于纵长轴线x的端面限界，蓄电池单体400的电极位于所述端面上。

原则上有利的是，单体保持件600如在图2和4中示出的那样区域地构成蓄电池组壳体110的外侧、尤其是构成第二壳体部件130。还有利的是，侧面部件125由与蓄电池组壳体110的其余部分相同的材料构成，优选由人造的、在技术上可用的热塑性塑料例如聚酰胺构成。通过该方式可降低成本和将装配耗费保持小。

替代地，侧面部件125可至少部分地由金属、优选由铝压铸件或镁压铸件构成，其中，在该情况中必须在单体连接件500和侧面部件125之间使用足够的或者说可靠的绝缘中间层，例如弹性导热元件650。弹性导热元件650有利地布置在蓄电池单体400的端面和蓄电池组壳体110的基本上平行于蓄电池单体400的端面延伸的壁部之间，使得形成与蓄电池单体400的端面的热接触并且将热量从蓄电池单体400朝蓄电池组壳体110的所述壁部的方向导出。弹性导热元件650至少部分地由导热材料构成，该导热材料属于以下材料组中的至少一个材料组：弹性体、热塑性弹性体或碳纤维。通过该方式可确保，弹性导热元件650一方面具有的导热系数大于0.15W/mK，优选大于0.20W/mK，特别优选处于0.20W/mK至0.50W/mK之间，另一方面具有的肖式硬度小于50肖式A且优选处于20肖式A 至45肖式A之间。

还有利的是，弹性导热元件650与对应的侧面部件125处于直接热接触，其中，弹性导热元件650直接布置在蓄电池组壳体110的侧面部件125中或甚至与该侧面部件125一体地制造。当侧面部件125由与蓄电池组壳体110的其余部分相同的材料构成、优选由人造的在技术上可使用的热塑性塑料、例如聚酰胺构成时，这使得能实现：弹性导热元件650可与侧面部件125一起在一个注塑方法、例如双组分注塑方法中优选在一个共同的工序中并且尤其一体地制造。通过该方式可降低成本和将装配耗费保持小。有利地，弹性导热元件650至少部分地由导热材料例如弹性体或热塑性弹性体构成。散热元件660或者说单体连接件500因而与弹性导热元件650以及与蓄电池组壳体110的壁部处于热接触，从而用于使蓄电池组壳体110的壁部被热量均匀地加载。

在图2和4所示的实施方式中还可看到，在蓄电池单体400的端面的区域中，在弹性导热中间层650和蓄电池组壳体110的壁部之间，单体连接件500这样大面积地构型，使得该单体连接件除了其确保蓄电池单体400相互间并联和/或串联的电接通的功能之外也承担散热元件600的功能并且可辅助希望的热传递。尽管在图中未详细示出，但有利的是，散热元件660和单体连接件500构造为复合构件，尤其是构造为一体的复合构件且在不希望进行热传递且应将热传递尽可能中断的区域中具有缝形的空缺部665，其中，对于每个蓄电池单体400设有一个空缺部665。通过该方式可确保，从蓄电池单体400点式地传递到单体连接件500或者说散热元件660上的热损失可直接传递到与单体连接件500处于热接触的弹性元件650上，其中，实施为散热元件660的单体连接件500将点式传递的热损失基于空缺部665分布在整个表面上并传递到弹性元件650上。

在不希望进行热传递且应将热传递尽可能中断的区域中，散热元件660具有多个空缺部665。这些空缺部在散热元件660的整个表面上分布地布置，其中，在示出的该实施方式中对于每个蓄电池单体400设有一个空缺部665。通过该方式可确保，从蓄电池单体400点式地传递到与蓄电池单体400处于热接触的弹性元件650上的热损失可直接传递到与弹性元件650处于热接触的、直接邻接的散热元件660上。散热元件660将相对点式传递的热损失基于空缺部665分布在蓄电池组壳体110的对应的侧面部件125的整个表面上，其中，散热元件660也与该对应的侧面部件125处于直接热接触中。

除了所述和所示的实施方式之外，可设想其他实施方式，所述其他实施方式可包括其他变型以及特征组合。