DE202011110568U1

DE202011110568U1 - Leistungsversorgungsschnittstelle für ein elektrisches Werkzeug, das durch eine Mehrzahl von Batteriepacks mit Leistung versorgt wird, und Adapter

Info

Publication number: DE202011110568U1
Application number: DE202011110568.0U
Authority: DE
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2010-02-12
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2014-10-09
Anticipated expiration: 2021-01-18
Also published as: WO2011099349A1; US9583746B2; JP2011161602A; US11646590B2; US20110197389A1; CN102812612A; RU2518518C2; US10559789B2; RU2012138951A; JP5461221B2; US20170125754A1; US20230238806A1; EP2534745A1; US12266956B2; US8984711B2; US20240146079A1; US20150333301A1; US20200127251A1; US20130164589A1

Abstract

Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) mit: einem Hauptkörper (102; 72), der ein Werkzeug trägt; einem Elektromotor (176; 76), der in dem Hauptkörper (102; 72) untergebracht und angepasst ist zum Antreiben des Werkzeugs; einer Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen (130; 230), die jeweils angepasst sind zum entfernbaren Aufnehmen eines ersten Batteriepacks (10) und zum elektrischen Verbinden einer Mehrzahl von angebrachten ersten Batteriepacks (10) in Serie mit dem Elektromotor (176; 76); und einer Mehrzahl von Indikatoren (160; 260), die jeweils angepasst sind zum Anzeigen von mindestens einem Zustand eines jeweiligen ersten Batteriepacks (10), das an dem Hauptkörper (102; 72) angebracht ist, wobei die Mehrzahl der Indikatoren (160; 260) mit der Mehrzahl der ersten Batterieschnittstellen (130; 230) integriert gebildet ist, und die Mehrzahl der Indikatoren (160; 260) derart angeordnet ist, dass sie von mindestens einer Richtung aus gleichzeitig betrachtbar sind.

Description

QUERVERWEIS ZU VERWANDTEN ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 22. September 2010 eingereichten US Patentanmeldung mit der Nr. 12/888,1000, und der am 12. Februar 2010 eingereichten japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2010-029505 , deren Inhalte durch Bezugnahme in dieser Anmeldung hiermit aufgenommen sind.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsversorgungsschnittschnelle für ein elektrisches Kraftwerkzeug, das durch eine Mehrzahl von Batteriepacks mit Leistung bzw. Energie versorgt wird, und betrifft einen Adapter.
BESCHREIBUNG VERWANDTER TECHNIK
Die US 5,028,858 offenbart ein elektrisches Kraftwerkzeug, das gleichzeitig zwei Batteriepacks als Leistungsquelle bzw. Energiequelle verwendet. Bei diesem elektrischen Kraftwerkzeug sind die zwei Batteriepacks derart in Serie geschaltet, dass eine hohe Spannung an einen Elektromotor des elektrischen Kraftwerkzeugs geliefert wird. Als Ergebnis kann eine höhere Spannungsausgabe erzeugt werden, die für leistungsintensive Vorgänge geeignet und größer ist als eine Spannung, die bei der Verwendung von nur einem Batteriepack als Leistungsquelle möglich ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Wenn Batteriepacks in Serie geschaltet bzw. miteinander verbunden werden, können die Batteriepacks in manchen Situationen beschädigt werden. Wenn beispielsweise die Ladezustände der zwei Batteriepacks unterschiedlich sind, kann ein Batteriepack überentladen bzw. tiefentladen werden, und kann dann durch das andere Batteriepack in umgekehrter Richtung (Umkehrladung) geladen werden. In diesem Fall kann das tiefentladene Batteriepack derart schwer beschädigt werden, dass es nicht länger verwendbar ist.
Bei einem Versuch, dieses Problem zu vermeiden, offenbart die US 5,028,858 die Verwendung von zwei lichtemittierenden Dioden (LEDs) zur Anzeige der jeweiligen Ladezustände der zwei Batteriepacks. Selbst wenn derartige Indikatoren bereitgestellt werden, können die Batteriepacks jedoch immer noch tiefentladen werden, oder können überhitzt werden, solange der Benutzer die Indikatoren nicht richtig und leicht sehen kann. Wenn speziell eine Mehrzahl von Indikatoren bereitgestellt ist, muss der Benutzer die Indikatoren gewissenhaft betrachten. Wenn der Benutzer einen Indikator nicht sieht, der eine Abnormität anzeigt, weil der Indikator sich an einer Position befindet, die der Benutzer nicht leicht einsehen kann, kann das Batteriepack, das zu dem Indikator gehört, immer noch tiefentladen werden und überhitzen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Lehren wird dieses Problem durch eine Leistungsversorgungsschnittschnelle nach Anspruch 1 gelöst. Durch das Anordnen einer Mehrzahl von Indikatoren, die angepasst sind zur Anzeige von mindestens einem Zustand von jedem entsprechenden Batteriepack derart, dass alle Indikatoren gleichzeitig durch den Benutzer des elektrischen Kraftwerkzeugs betrachtbar sind, wobei die Information, die durch alle Indikatoren vermittelt wird, bequem und zuverlässig dem Benutzer mitgeteilt wird, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass eine Batterieabnormität, die für ein oder für mehrere der Batteriepacks angezeigt wird, übersehen wird, im Wesentlichen reduziert wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren enthält ein elektrisches Kraftwerkzeug vorzugsweise einen Hauptkörper, der ein Werkzeug trägt, und einen Elektromotor, der in dem Hauptkörper untergebracht ist. Eine Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen ist bereitgestellt und jede Batterieschnittschnelle ist konfiguriert, um entfernbar ein erstes Batteriepack zu empfangen oder anzubringen. Die Mehrzahl der ersten Batterieschnittschnellen verbindet eine Mehrzahl von angebrachten ersten Batteriepacks in Serie elektrisch mit dem Elektromotor. Eine Mehrzahl von Indikatoren ist bereitgestellt, und jeder Indikator ist konfiguriert zum Anzeigen von mindestens einem Zustand von einem ersten Batteriepack, das an einer der ersten Batterieschnittstellen angebracht bzw. montiert ist. Die Mehrzahl von Indikatoren ist derart angeordnet, dass ein einzelner Werkzeugbenutzer alle Indikatoren gleichzeitig betrachten oder sehen kann.
Mit einem derartigen Kraftwerkzeug kann der Werkzeugbenutzer bequem und zuverlässig sämtliche Indikatoren gleichzeitig betrachten oder sehen, und kann folglich die jeweiligen Zustande der angebrachten Batteriepacks gleichzeitig visuell erkennen. Als Ergebnis, wenn eine Abnormität durch einen oder mehrere der Indikatoren angezeigt wird, kann der Werkzeugbenutzer sofort die Verwendung des elektrischen Kraftwerkzeugs stoppen und dadurch eine unnötige und möglicherweise irreparable Beschädigung des oder der Batteriepacks vermeiden.
Die vorliegenden Lehren können für irgendeinen Typ eines schnurlosen elektrischen Kraftwerkzeugs angewendet werden, einschließlich, jedoch nicht darauf eingeschränkt, elektrische Kraftwerkzeuge zur Verarbeitung von Metallen, elektrische Kraftwerkzeuge zur Verarbeitung von Holz, elektrische Kraftwerkzeuge zur Verarbeitung von Steinen und elektrische Kraftwerkzeuge für die Gartenarbeit. Spezielle Beispiele umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Elektrobohrer, elektrische Schlagschrauber, elektrische Kraftschrauber, Elektroschleifer, elektrische Kreissägen, Gattersägen, elektrische Stichsägen, elektrische Bandsägen, Elektrohämmer, elektrische Schneider, elektrische Kettensägen, Elektromeißel, elektrische Nagelpistolen (einschließlich elektrische Nietpistolen), elektrische Klammerapparate, Elektroscheren, elektrische Heckenscheren, elektrische Rasenschneidemaschinen, elektrische Rasenmäher, elektrische Büscheschneider, elektrische Gebläsevorrichtungen (Laubbläser), elektrische Blitzlichter, elektrische Betonrüttler und elektrische Sauggeräte.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren, weist vorzugsweise jedes Batteriepack eine Mehrzahl von Lithium-Ionen-Zellen auf, und die Nennspannung der Batteriepacks ist gleich oder größer als 7,0 Volt, noch vorzugsweiser gleich oder größer als 12,0 Volt und noch mehr vorzugsweiser gleich oder größer als 18,0 Volt. Ein Tiefentladen oder Überhitzen kann eine ernsthafte Beschädigung der Lithiumionenzellen verursachen. Die vorliegenden Lehren sind somit vorteilhaft, um zu verhindern, dass die Lithiumionenzellen überentladen bzw. tiefentladen werden und überhitzen, wodurch die Lebensdauer der Batteriepacks verlängert wird.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein elektrisches Kraftwerkzeug, das normalerweise mit einer Nennspannung von 36 Volt arbeitet, vorzugsweise durch zwei Batteriepacks angetrieben, die jeweils eine Mehrzahl von Lithium-Ionenzellen aufweisen und jeweils eine Nennspannung von 18 Volt haben. In einem derartigen Ausführungsbeispiel kann das elektrische Kraftwerkzeug, das eine größere Ausgabe aufweist, mit jederzeit verfügbaren Batteriepacks geringerer Spannung betrieben werden. Die mit hoher Spannung betriebenen elektrischen Kraftwerkzeuge (Kraftwerkzeuge hoher Spannung oder auch Hoch-Spannung-Kraftwerkzeuge genannt (beispielsweise 36 Volt-Werkzeuge)) können verwendet werden, selbst wenn ein entsprechendes Hoch-Spannung-Batteriepack (also ein 36 Volt-Batteriepack), im Folgenden auch Hoch-Spannung-Batteriepack genannt, nicht für den Benutzer verfügbar ist. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist auch von Vorteil, da das Batteriepack mit geringer Spannung (beispielsweise ein 18 Volt-Batteriepack) auch verwendet werden kann für entsprechende Kraftwerkzeuge mit niedrigerer Spannung (beispielsweise ein 18 Volt-Werkzeug), wodurch der Benutzer eine größere Flexibilität und Vereinfachung erhält.
Die Nennspannung einer typischen Lithium-Ionenzelle beträgt 3,6 Volt. Ein Batteriepack, das eine Nennspannung von 18 Volt aufweist, hat folglich mindestens 5 Lithium-Ionenzellen, die in Serie geschaltet sind. Das Batteriepack, das eine Nennspannung von 18 Volt aufweist, kann beispielsweise auch Lithium-Ionenzellen aufweisen, wobei fünf Paare von Lithium-Ionen parallel geschaltet bzw. verbunden sind, und die fünf Paare der parallel geschalteten Lithium-Ionenzellen in Serie verbunden bzw. geschaltet sind, wodurch eine Spannung von 18 Volt ausgegeben wird. In ähnlicher Weise kann ein Batteriepack, das eine Nennspannung von 18 Volt aufweist, auch 15 oder mehr Lithium-Ionenzellen haben, indem derartige parallel- und seriengeschaltete Zellen verwendet werden. Je größer die Anzahl der Lithium-Ionenzellen ist, desto größer ist die Kapazität des Batteriepacks und folglich desto kleiner ist der elektrische Strom, der in jeder Lithium-Ionenzelle fließt, während des Entladens der Batterie aufgrund einer Last, die durch diese angetrieben wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehren wird ein anderes Problem der US 5,028,858 angesprochen. Wenn zwei oder mehrere Batteriepackschnittstellen zur Leistungsversorgung des Kraftwerkzeugs mit zwei oder mehreren Batteriepacks vorgesehen sind, kann speziell die Last oder der Motor des Kraftwerkzeugs irreparabel beschädigt werden, wenn mindestens ein Batteriepack, das eine falsche Nennspannung aufweist, an der Batteriepackschnittstelle oder an den Batteriepackschnittstellen angebracht bzw. montiert ist.
Dieses Problem wird gelöst durch den Leistungsversorgungsadapter gemäß Anspruch 18, der verhindert, dass ein falsches Batteriepack mit den Batteriepackschnittstellen verbunden wird.
Weitere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Lehren sind in den unabhängigen Ansprüchen offenbart.
KURZEBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Gruppe von Produkten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren;
2 zeigt ein elektrisches Hoch-Spannung-Kraftwerkzeug hoher Spannung, das gleichzeitig zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks niedriger Spannung als Leistungsquelle verwendet;
3 zeigt eine Ansicht von oben, die die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks niedriger Spannung verdeutlicht, die von den Hauptkörpern des elektrischen Hoch-Spannung-Kraftwerkzeugs hoher Spannung von 2 demontiert sind;
4 zeigt eine Ansicht von unten, die die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks niedriger Spannung verdeutlicht, die von dem Hauptkörper des elektrischen Hoch-Spannung-Kraftwerkzeugs hoher Spannung von 2 demontiert sind;
5 zeigt ein schematisches Schaltbild, das eine elektrische Schaltung des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs hoher Spannung von 2 verdeutlicht;
6 zeigt ein modifiziertes Beispiel des elektrischen Schaltbilds von 5 mit einer hinzugefügten Bypassschaltung;
7 zeigt ein modifiziertes Beispiel der elektrischen Schaltung von 5, bei der die Position der Verbindung mit der Leistungsversorgungsschaltung für die Hauptsteuerung geändert ist;
8 zeigt ein modifiziertes Beispiel der elektrischen Schaltung von 5, bei der die Position der Verbindung mit der Leistungsversorgungsschaltung für die Hauptsteuerung geändert und die Bypassschaltung hinzugefügt ist;
9 zeigt zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks, die mit dem Hauptkörper eines elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs hoher Spannung über einen Adapter verbunden sind, der ein Kabel aufweist, das eine packseitige Einheit mit einer hauptkörperseitigen Einheit verbindet;
10 zeigt genauer die hauptkörperseitige Einheit des Adapters von 9;
11 zeigt genauer die packseitige Einheit des Adapters von 9;
12 zeigt ein schematisches Schaltbild, das eine repräsentative elektrische Schaltung des Adapters gemäß den 9 bis 11 zeigt;
13 zeigt ein modifiziertes Beispiel der elektrischen Schaltung von 12, mit einer hinzugefügten Bypassschaltung;
14 zeigt zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks niedriger Spannung, die mit dem Hauptkörper des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs hoher Spannung über einen integrierten oder einteiligen Adapter verbunden sind;
15 zeigt genauer einen oberen Bereich des integrierten Adapters von 14;
16 zeigt genauer einen unteren Bereich des integrierten Adapters von 14;
17 zeigt ein bekanntes elektrisches Nieder-Spannung-Werkzeug niedriger Spannung, das ein Nieder-Spannung-Batteriepack niedriger Spannung als eine Leistungsquelle. verwendet;
18 zeigt eine Ansicht von unten, die der 17 entspricht, nachdem das Nieder-Spannung-Batteriepack niedriger Spannung von dem Hauptkörper des elektrischen Nieder-Spannung-Werkzeugs niedriger Spannung demontiert ist;
19 zeigt genauer ein Nieder-Spannung-Batteriepack niedriger Spannung;
20 zeigt ein bekanntes elektrisches Hoch-Spannung-Werkzeug hoher Spannung, das ein Hoch-Spannung-Batteriepack hoher Spannung als eine Leistungsquelle aufweist;
21 zeigt eine Ansicht von oben, die das Hoch-Spannung-Batteriepack hoher Spannung verdeutlicht, das von dem Hauptkörper des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs hoher Spannung demontiert ist; und
22 zeigt eine Ansicht von unten, die das Hoch-Spannung-Batteriepack hoher Spannung verdeutlicht, der von dem Hauptkörper des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs hoher Spannung demontiert ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine beispielhafte, nicht einschränkende Gruppe von schnurlosen Kraftwerkzeugprodukten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Lehren. Wie in 1 gezeigt, weist die Gruppe von Produkten zwei Typen von Batteriepacks 10, 30 auf, drei Typen von elektrischen Kraftwerkzeugen 50, 70, 100, und zwei Typen von Adapter 200, 300. Das elektrische Hoch-Spannung-Kraftwerkzeug 70 „hoher Spannung” wird normalerweise mit einem einzelnen Hoch-Spannung-Batteriepack 30 „hoher Spannung” als eine Leistungsquelle verwendet. Die Adapter 200, 300 können jedoch dazu dienen, eine Mehrzahl von Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 „niedriger Spannung” mit einem Hauptkörper 72 des elektrischen Kraftwerkzeugs 70 derart elektrisch zu verbinden, dass das elektrische Kraftwerkzeug 70 mit dergleichen oder im Wesentlichen mit dergleichen Spannung versorgt wird, wie durch das Hoch-Spannung-Batteriepack 30 „hoher Spannung”.
Bei der gegenwärtigen beispielhaften Ausführungsform hat das erste Batteriepack 10 eine Nennspannung von 18 Volt, und das zweite Batteriepack 30 hat eine Nennspannung von 36 Volt. Aus Gründen der Bequemlichkeit in der folgenden Beschreibung wird das erste Batteriepack 10 mit der Nennspannung von 18 Volt auch bezeichnet als „Nieder-Spannung”-Batteriepack 10 (mit) „niedriger Spannung”, und das zweite Batteriepack 30 mit der Nennspannung von 36 Volt wird auch bezeichnet als „Hoch-Spannung”-Batteriepack 30 (mit) „hoher Spannung”.
Das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 enthält (mindestens) fünf Lithium-Ionenzellen, die in Serie geschaltet sind. Das Hoch-Spannung-Batteriepack 30 enthält (mindestens) zehn Lithium-Ionenzellen, die in Serie geschaltet sind. Die zwei Typen von Batteriepacks 10, 30 sind vorzugsweise wieder aufladbar, indem ein Batterieladegerät (nicht in den Figuren gezeigt) verwendet wird, nachdem sie als Leistungsquellen für die elektrischen Werkzeuge 50, 70, 100 verwendet worden sind. Ferner sind die zwei Typen von Batteriepacks 10, 30 vorzugsweise sogenannte Batteriepacks vom „Gleittyp” bzw. „Schiebtyp”, die angebracht bzw. montiert werden, indem sie in oder auf entsprechende Eingriffsbereiche des elektrischen Kraftwerkzeugs 50, 70, 100, der Adapter 200, 300 oder des Ladegeräts gleiten bzw. geschoben werden. Derartige Batteriepacks 10, 30 werden bereits in der Praxis verwendet. Speziell ist das Nieder-Spannung-Batteriepack 10, das die Nennspannung von 18 Volt aufweist, weitverbreitet in Verwendung. Jedoch ist die Struktur der Batteriepackverbindung nicht speziell eingeschränkt, und eine große Vielfalt von bekannten Batteriepackverbindungsmechanismen kann ebenfalls mit den vorliegenden Lehren in vorteilhafterweise verwendet werden.
Das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 kann beispielsweise zehn Lithium-Ionenzellen aufweisen, anstatt den fünf Lithium-Ionenzellen, wie oben in dem Zusammenfassungsabschnitt diskutiert. In diesem Fall weisen die 10 Lithium-Ionenzellen fünf Paare von Lithium-Ionenzellen auf, die parallel geschaltet sind, und die fünf Paare von parallel geschalteten Lithium-Ionenzellen sind in Serie geschaltet, um eine Spannung von 18 Volt auszugeben. Ähnlich kann das Hoch-Spannung-Batteriepack 30 beispielsweise 20 Lithium-Ionenzellen aufweisen, statt den 10 Lithium-Ionenzellen. In diesem Fall weisen die 20 Lithium-Ionenzellen zehn Paare von Lithium-Ionenzellen auf, die parallel geschaltet sind, und die zehn parallel geschalteten Lithium-Ionenzellen sind in Serie geschaltet, um eine Spannung von 36 Volt auszugeben.
In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist das elektrische Kraftwerkzeug 50 „niedriger Spannung” bzw. elektrische Nieder-Spannung-Kraftwerkzeug 50 ausgelegt, um mit einer Nennspannung bzw. Bemessungsspannung von 18 Volt zu arbeiten, und die anderen zwei Elektrowerkzeuge 70, 100 „hoher Spannung” bzw. Hoch-Spannung-Elektrowerkzeuge 70, 100 sind ausgelegt, um mit einer Nennspannung bzw. Bemessungsspannung von 36 Volt zu arbeiten. Aus Gründen der Einfachheit in der vorliegenden Beschreibung, wird das elektrische Werkzeug 50, das bei der Nennspannung von 18 Volt arbeitet, als ein elektrisches (Kraft)Werkzeug 50 mit „niedriger Spannung” bzw. Nieder-Spannung-Kraftwerkzeug bezeichnet, und die elektrischen Werkzeuge 70, 100, die bei der Nennspannung von 36 Volt arbeiten, werden als elektrische (Kraft)Werkzeuge 70, 100 „hoher Spannung” bzw. Hoch-Spannung-Kraftwerkzeuge bezeichnet. Es ist jedoch zu verstehen, dass die Begriffe „niedrige Spannung” bzw. „Nieder-Spannung” und „hohe Spannung” bzw. „Hoch-Spannung” relative Begriffe sind und lediglich angeben sollen, dass zwei Batteriepacks, die normalerweise Strömen mit verschiedenen Spannungen liefern oder zwei Werkzeuge, die normalerweise bei zwei Spannungen arbeiten, in Erwägung gezogen werden durch diesen Aspekt der vorliegenden Lehren. Es nicht notwendig, dass die Anwendungen mit hoher Spannung die doppelte Spannung aufweisen wie Anwendungen mit niedriger Spannung, oder dass sie tatsächlich irgendwelche speziellen Vielfachen davon sind. Beispielsweise können in bestimmten Anwendungen der vorliegenden Lehren zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 (beispielsweise 18 Volt) in Serie mit einem elektrischen Kraftwerkzeug mit hoher Spannung geschaltet bzw. verbunden sein, dass normalerweise bei einer Nennspannung betrieben wird, die kein Vielfaches der Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 ist, beispielsweise 24 Volt. In diesem Fall ist vorzugsweise eine Spannungsabwärtswandlerschaltung entweder in einem Werkzeug oder in einem Adapter 200, 300, der die Batteriepacks 10 mit dem Werkezeug verbindet, vorgesehen.
Wie in den 17 und 18 gezeigt, ist das elektrische Nieder-Spannung-Werkzeug 50 designt, um normalerweise ein Nieder-Spannung-Batteriepack 10 als seine einzige Leistungsquelle zu verwenden. Dieses elektrische Nieder-Spannung-Werkzeug 50 ist beispielsweise ein elektrischer Schlagschrauber, der in Antwort auf den Betrieb bzw. die Betätigung eines Hauptschalters 58 ein Werkzeugfutter 54 antreibt. Ein Treibersatz, der ein Werkzeug ist, kann an dem Werkzeugfutter 54 montiert sein. Ein derartiges elektrisches Nieder-Spannung-Werkzeug 50 wird bereits in der Praxis verwendet, und wird zusammen mit einem Nieder-Spannung-Batteriepack 10, das eine Nennspannung von 18 Volt aufweist, weit verbreitet verkauft.
Der Hauptkörper 52 des elektrischen Nieder-Spannung-Werkzeugs 50 weist eine Batterieschnittstelle 60 auf. Die Batterieschnittstelle 60 ist konfiguriert zum entfernbaren Aufnehmen oder Anbringen (Montieren) des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, und das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 kann gleitend darin aufgenommen oder angebracht werden. Die Batterieschnittstelle 60 hat ein Paar von Schienen 62, einen positiven Elektrodeneingangsanschluss 64a, einen negativen Elektrodeneingangsanschluss 64b und ein Verschlussaufnahmeloch 68. Vorzugsweise ist auch ein Batteriesteuerungs-Eingangs-/Ausgangsanschluss vorgesehen, jedoch nicht in 18 gezeigt.
Wie in 19 gezeigt, enthält das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 ein Anschlussteil bzw. einen Verbinder 20, der gleitend in die Batterieschnittstelle 60 eingeführt werden kann. Der Verbinder 20 enthält ein Paar von Schienen 22, einen positiven Elektrodenausgangsanschluss 24a, einen negativen Elektrodenausgangsanschluss 24b und einen Anschluss 26 für ein automatisches Stoppen (Autostopp-Anschluss). Wenn das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 gleitend an der Batterieschnittstelle 60 angebracht wird, wird der positive Elektrodenausgangsanschluss 24a elektrisch verbunden mit dem positiven Elektrodeneingangsanschluss 64a des Hauptkörpers 52, und der negative Elektrodenausgangsanschluss 24b des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 wird elektrisch verbunden mit dem negativen Elektrodeneingangsanschluss 64b des Hauptkörpers 52. Darüber hinaus wird der Autostopp-Anschluss 26 für das automatische Stoppen mit dem Batteriesteuerungs-Eingangs-/Ausgangsanschluss verbunden. Als Ergebnis dieser Gleitverbindung wird das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 auch physikalisch mit dem Hauptkörper 52 des elektrischen Nieder-Spannung-Werkzeugs 50 verbunden, und die Batteriezellen 16 (siehe beispielsweise 5) werden mit dem internen Schaltkreis des Werkzeugs 50 elektrisch verbunden. Ferner hat das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 ein Verschlussbauteil 12, das in das Verschlussaufnahmeloch 68 der Batterieschnittstelle 60 eingreift und das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 abnehmbar bzw. demontierbar an der Batterieschnittstelle 60 befestigt. Das Verschlussbauteil 12 kann von dem Verschlussaufnahmeloch 68 entfernt werden, indem ein Verschlussfreigabeknopf 14 betätigt wird.
Die zwei Typen von elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugen 70, 100 werden nachfolgend beschrieben. Das erste elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 70 ist designt, um normalerweise betrieben zu werden, indem ein Hoch-Spannung-Batteriepack als einzige Leistungsquelle verwendet wird, wie jetzt unter Bezugnahme auf die 20, 21 und 22 erklärt wird. Das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 70 kann beispielsweise ein Elektrobläser sein, der einen Ventilator aufweist, der in dem Hauptkörper 72 angeordnet ist, und der in Antwort auf die Betätigung eines Hauptschalters 78 drehend angetrieben wird. Der Elektrobläser 70 ist ein elektrisches Kraftwerkzeug, das normalerweise verwendet wird für Gartenarbeiten und für Reinigungszwecke, indem Luft von einer Spitze 73a einer Tülle 73 ausgegeben wird, um Abfälle, beispielsweise Laub, zu bewegen. Das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 70, das mit einer Nennspannung von 36 Volt arbeitet, wird bereits in der Praxis zusammen mit dem Hoch-Spannung-Batteriepack 30, das eine Nennspannung von 36 Volt ausgibt, verwendet.
Bezug nehmend auf 22 hat der Hauptkörper 72 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 70 eine Batterieschnittstelle 80. Die Batterieschnittstelle 80 ist konfiguriert zum entfernbaren Anbringen des Hoch-Spannung-Batteriepacks 30, und das Hoch-Spannung-Batteriepack 30 kann gleitend darin aufgenommen werden. Die Batterieschnittstelle 80 enthält ein Paar von Schienen 82, einen positiven Elektrodeneingangsanschluss 84a, einen negative Elektrodeneingangsanschluss 84b, einen Batteriesteuerungs-Eingabe-/Ausgabeanschluss 86 und ein Verschlussaufnahmeloch 88.
Das Hoch-Spannung-Batteriepack 30 weist ein Anschlussteil bzw. einen Verbinder 40 auf, der gleitend in die Batterieschnittstelle 80 eingeführt werden kann, wie in 21 gezeigt. Der Verbinder 40 enthält ein Paar von Schienen 42, einen positiven Elektrodenausgangsanschluss 44a, einen negativen Elektrodenausgangsanschluss 44b, und einen Anschluss 46 für einen automatischen Stopp (Autostopp-Anschluss). Wenn das Hoch-Spannung-Batteriepack 30 an der Batterieschnittstelle 80 angebracht ist, ist der positive Elektrodenausgangsanschluss 44a des Hoch-Spannung-Batteriepacks 30 mit dem positiven Elektrodeneingangsanschluss 84a der Batterieschnittstelle 80 verbunden, und der negative Elektrodenausgangsanschluss 44b des Hoch-Spannung-Batteriepacks 30 ist mit dem negativen Elektrodeneingangsanschluss 84b der Batterieschnittstelle 80 verbunden. Der Autostopp-Anschluss 46 für einen automatischen Stopp, der elektrisch verbunden ist mit einer Steuerung des Batteriepacks 30, wie nachfolgend diskutiert wird, ist ferner mit dem Batteriesteuerungs-Eingangs-/Ausgangsanschluss 86 verbunden. Als Ergebnis ist das Hoch-Spannung-Batteriepack 30 elektrisch verbunden mit dem Schaltkreis in dem Hauptkörper 72 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 70. Ferner hat das Hoch-Spannung-Batteriepack 30 ein Verschlussbauteil 32, das in das Verschlussaufnahmeloch 88 der Batterieschnittstelle 80 eingreift und das Hoch-Spannung-Batteriepack 30 abnehmbar bzw. demontierbar an der Batterieschnittstelle 80 befestigt. Das Verschlussbauteil 32 kann von dem Verschlussaufnahmeloch 88 getrennt werden, indem ein Verschlussfreigabeknopf 34 betätigt wird.
Die Anschlussteile bzw. Verbinder 20, 40 des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 und das Hoch-Spannung-Batteriepacks 30 können grundsätzlich den gleichen oder einen ähnlichen Aufbau haben. Die Größen der Anschlussteile bzw. Verbinder 20, 40 können jedoch verschieden sein, beispielsweise kann sich der Abstand zwischen den Schienen 22, 42 unterscheiden. In diesem Fall kann das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 nicht an der Batterieschnittstelle 80 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 70 angebracht werden, und das Hoch-Spannung-Batteriepack 30 kann nicht an der Batterieschnittstelle 60 des elektrischen Nieder-Spannung-Werkzeugs 50 angebracht werden. Mit anderen Worten, aufgrund der Größendifferenz der Anschlussteile bzw. Verbinder 20, 40 ist die Batterieschnittstelle 80 eine fest zugeordnete Schnittstelle für das Hoch-Spannung-Batteriepack 30, und die Batterieschnittstelle 60 ist eine fest zugeordnete Schnittstelle für das Nieder-Spannung-Batteriepack 10. In einem anderen Ausführungsbeispiel können die Schnittstellen 60, 80 zusätzliche oder alternative fest Zugeordnete sein, basierend auf Differenzen bzw. Unterschieden in den Formen der Anschlussteile bzw. Verbinder 20, 40.
Bezug nehmend auf die 2 bis 4 ist ein zweites elektrisches Hoch-Spannung-Werkzeug 10 designt bzw. ausgelegt, um normalerweise betrieben zu werden, indem gleichzeitig zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 als seine Leistungsquelle verwendet werden. Das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 10 kann ebenfalls ein Elektrogebläse 100 sein, das einen Ventilator aufweist, der in einem Hauptkörper 102 drehbar abgestützt ist, und der in Antwort auf die Betätigung eines Hauptschalters 108 angetrieben wird. Das Elektrogebläse 100 ist im Prinzip in Bezug auf seine Funktionen und Anwendungen identisch mit dem oben beschriebenen Elektrogebläse 70.
Um den Strom, der gleichzeitig von zwei Batteriepacks 10 geliefert wird, zu verwenden, weist der Hauptkörper 102 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 100 eine Leistungsversorgungsstelle 120 auf, die zwei individuelle Batterie(pack)-Schnittstellen 130 enthält. Jeder Batterieschnittstelle 130 ist konfiguriert zum entfernbaren und beispielsweise gleitenden Aufnehmen oder Anbringen eines Nieder-Spannung-Batteriepacks 10. Jede Batterieschnittstelle 130 weist ein Paar von Schienen 132 auf, einen positiven Elektrodeneingangsanschluss 134a, einen negativen Elektrodeneingangsanschluss 134b, einen Batteriesteuerungs-Eingabe-/Ausgabeanschluss 136 und ein Verschlussaufnahmeloch 138. Die Batterieschnittstelle 130 ist in Bezug auf die jeweiligen Strukturen im Wesentlichen identisch zu der Batterieschnittstelle 60 des oben beschriebenen elektrischen Nieder-Spannung-Werkzeugs 50. Die zwei Batterieschnittstellen 130 sind nebeneinander in dem hinteren Bereich des Hauptkörpers 102 angeordnet, und die Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 können in der gleichen Richtung eingeführt werden. Die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, die an den zwei Batterieschnittstellen 130 angebracht sind, sind in Serie geschaltet und liefern einen Strom mit einer Spannung von ungefähr 36 Volt an den Schaltkreis des Hauptkörpers 102.
Der Hauptkörper 102 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 100 weist auch zwei Indikatoren 160 auf, die jeweils oberhalb der zwei Batterieschnittstellen 130 positioniert sind. Jeder Indikator 160 weist beispielsweise eine oder mehrere lichtemittierende Dioden auf, oder ein anderes Mittel zur visuellen Übermittlung einer Batteriezustandsinformation an den Werkzeugbenutzer, wie beispielsweise, jedoch nicht eingeschränkte, eine oder mehrere Glühlampen und/oder eine Anzeige, beispielsweise eine LCD-Anzeige. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann einer der Indikatoren 160 einen Ladezustand oder einen Ladelevel bzw. Ladeniveau des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 angeben, das an einer Batterieschnittstelle 130 angebracht ist, und der andere Indikator 160 kann den entsprechenden Zustand angeben (also Ladelevel- bzw. Ladeniveau) angeben oder einen anderen Zustand des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, das an der anderen Batterieschnittstelle 130 angebracht ist. Vorzugsweiser geben beide Indikatoren 160 den Ladezustand oder das Ladelevel des entsprechenden Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 an. Beispielsweise kann die lichtemittierende Diode leuchten, wenn der Ladezustand auf ein Level fällt, bei dem ein Wiederaufladen des Batteriepacks 10 notwendig ist. Ferner gibt jeder Indikator 160 vorzugsweise den Ladezustand seines entsprechenden Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 mindestens in zwei Leveln bzw. Niveaus an, beispielsweise eine gelbe „Warnung für niedrige Ladung”- und eine rote „sofortiges Stoppen der Werkzeugverwendung”-Anzeige. Eine dritte grüne „Werkzeugbetrieb erlaubt”-LED kann ebenfalls optional vorgesehen werden, so dass der Werkzeugbenutzer eine visuelle Bestätigung erhalten kann, dass das Batteriepack in einem zur Verwendung geeigneten Zustand ist. Es ist ebenfalls vorzuziehen, dass eine oder mehrere Indikatoren 160 Information übermitteln, die eine mögliche Batterietemperaturabnormität (beispielsweise Überhitzung) des entsprechenden Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 betrifft, anstelle oder zusätzlich zu dem Ladezustand des entsprechenden Nieder-Spannung-Batteriepacks 10.
Wie in 2 gezeigt sind die zwei Indikatoren 160 nebeneinander auf einer Rückfläche 102a des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 100 angeordnet und haben die gleiche Anzeigenrichtung (die Leuchtrichtung der zwei lichtemittierenden Dioden ist also die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche). Der Benutzer kann folglich beide Indikatoren 160 gleichzeitig sehen und gleichzeitig die jeweiligen Ladezustände der zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 in einer bequemen und zuverlässigen Art und Weise erkennen. Die Indikatoren 160 befinden sich ferner oberhalb bzw. über den entsprechenden Batterieschnittstellen 130. Wenn das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 10 folglich abrupt anhält, kann der Benutzer sofort und bequem bestimmen, welches der Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 ein Problem oder eine Abnormität erfahren hat. Darüber hinaus oder alternativ zu der Rückfläche 102a können die zwei Indikatoren 160 an anderen Stellen vorgesehen werden, die gleichzeitig von dem Benutzer eingesehen werden können, beispielsweise eine obere Fläche des Hauptkörpers 102. Spezieller werden die zwei Indikatoren 160 im Allgemeinen in der gleichen Ebene vorgesehen, so dass der Benutzer gleichzeitig die zwei Indikatoren 160 von verschiedenen unterschiedlichen Richtungen aus sehen kann.
Zusätzlich oder alternativ kann ein oder können mehrere Indikatoren 160 auf einer äußeren Fläche jedes Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 vorgesehen werden, beispielsweise auf einer Fläche des Batteriepacks 10, die nach hinten weist, wenn das Batteriepack 10 an dem Werkzeug 100 angebracht ist. Wie bereits oben erklärt, sind die zwei Batterieschnittstellen 130 vorzugsweise nebeneinander angeordnet und können gleitend in der gleichen Richtung die Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 aufnehmen. Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel, wenn die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 an dem Hauptkörper 102 angebracht sind, befinden sich die zwei Indikatoren 160 nebeneinander in der gleichen Ebene, und ihre Anzeigen- oder Leuchtrichtung ist ebenfalls gleich oder im Wesentlichen gleich. Selbst wenn die Indikatoren 160 an den jeweiligen Batteriepacks 10 vorgesehen sind, kann als Ergebnis der Benutzer gleichzeitig die zwei Indikatoren 160 von verschiedenen unterschiedlichen Richtungen aus betrachten.
Unter Bezugnahme auf 5 wird nachfolgend eine beispielhafte elektrische Schaltung für das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 100, sowie für die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, die als Leistungsquelle für das Werkzeug 100 dienen, erklärt. Jedes Nieder-Spannung-Batteriepack 10 weist fünf Batteriezellen 16 auf, die in Serie geschaltet sind, und eine Batteriesteuerung 18, vorzugsweise ein Mikroprozessor. Jede Zelle 16 ist vorzugsweise eine Lithium-Ionenzelle und deren Nennspannung beträgt 3,6 Volt. Die fünf Zellen 16, die in Serie geschaltet sind, sind mit dem positiven Elektrodenausgangsanschluss 24a und dem negativen Elektrodenausgangsanschluss 24b verbunden, und Strom kann über die zwei Anschlüsse 24a, 24b mit einer Spannung von ungefähr 18 Volt fließen. Wie in 5 gezeigt, ist der negative Elektrodenausgangsanschluss 24b des oberen Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 elektrisch verbunden mit dem positiven Elektrodenausgangsanschluss 24a des unteren Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 über die Anschlüsse 134a und 134b, die durch einen Draht leitend miteinander verbunden sind. Wenn die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 mit den jeweiligen Batterieschnittstellen 130 verbunden sind, werden als Ergebnis die Batteriezellen 16 der zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 (18 Volt) in Serie geschaltet und liefern einen Strom mit einer Spannung von ungefähr 36 Volt an den Schaltkreis des Hauptkörpers 102.
Die Batteriesteuerung 18 weist vorzugsweise eine integrierte Schaltung mit einer CPU auf, und kann verschiedene darin gespeicherte Programme ausführen. Die Batteriesteuerung 18 ist elektrisch verbunden mit jeder Zelle 16 und kann die Spannung jeder Zelle 16 messen. Die Batteriesteuerung 18 kann programmiert sein, um einen Algorithmus auszuführen, wobei die Steuerung 18 den Ladezustand oder das Ladeniveau jeder Zelle 16 basierend auf der gemessenen Spannung jeder Zelle 16 bestimmt, die gemessene Spannung mit einem vorbestimmten gespeicherten Schwellenwert vergleicht, und ein Autostopp-Signal (AS-Signal) an den Anschluss 26 für ein automatisches Stoppen ausgibt, wenn basierend auf dem Vergleichsschritt bestimmt wird, dass mindestens eine Zelle 16 ein Aufladen benötigt. In diesem Fall kann das automatische Stoppsignal ein Signal sein, dass beispielsweise angibt, dass eine hohe Impedanz detektiert worden ist. In diesem Ausführungsbeispiel und in allen anderen hier offenbarten Ausführungsbeispielen kann das Autostopp-Signal ein digitales Logiksignal sein, das ausgewählt wird von einem von zwei unterschiedlichen Spannungspegeln, also ein digitales „1” oder „0” Signal, das verglichen mit einem „Batterie-Normal”-Signal ein deutlich unterschiedliches Spannungspegelsignal aufweist. In Betracht gezogen wird jedoch auch, dass die Batteriesteuerung 18 eine analoge Schaltung sein kann oder eine gemischte Analog/Digital-Schaltung (beispielsweise eine Zustandsmaschine), und dass die Batteriesteuerung 18 analoge Signale (beispielsweise Signale, die mehr als zwei Spannungspegel haben) als das Autostopp-Signal ausgeben kann. Selbstverständlich ist die Batteriesteuerung 18 nicht darauf beschränkt, nur „Autostopp-Signale” auszugeben, sondern kann konfiguriert oder programmiert sein zur Ausgabe einer breiten Vielfalt von Signalen, die beispielsweise eine oder mehrere Zustande der Batterie darstellen, wie beispielsweise Batterietemperatur, Batteriespannung, Batterieimpedanz, etc.
Der Hauptkörper 102 ist mit einem Motor 176 versehen, der das Werkzeug antreibt (in diesem Ausführungsbeispiel einen Ventilator). Die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 sind über einen Hauptschalter 178 in Serie geschaltet mit dem Motor 176. Der Hauptkörper 102 ist mit einer Geschwindigkeitseinstellungsschaltung 190, einem Leistungs-FET 194, einem Gate-Spannungssteuerungstransistor 192 und einer Spannungsteilerschaltung 196 bereitgestellt. Der Leistungs-FET 194 ist in Serie mit dem Motor 176 geschaltet und kann den elektrischen Strom, der zu dem Motor 176 fließt, abschalten bzw. unterbrechen. Die Geschwindigkeitseinstellungsschaltung 192 führt eine PWM-Steuerung (Pulsbreitenmodulationssteuerung) durch zum Steuern des Stromflusses durch den Leistungs-FET 194 und kann folglich die Drehzahl des Motors 176 in einer Art und Weise einstellen, die auf dem Gebiet von Kraftwerkzeugen bekannt ist. Der Gate-Spannungssteuerungstransistor 192 ist mit dem Gateanschluss des Leistungs-FET 194 verbunden und kann zusammen mit der Spannungsteilerschaltung 196 die Gatespannung des Leistungs-FET 194 steuern.
Der Hauptkörper 102 ist auch mit einer Hauptsteuerung 152, einer Leistungsversorgungsschaltung 142 für die Hauptsteuerung 152, einem Shunt-Widerstand 152, der mit dem Motor 176 in Serie geschaltet ist, einer Stromdetektionsschaltung 148, die den elektrischen Strom detektiert, der zu dem Motor 176 fließt, basierend auf der Spannung des Shunt-Widerstands 152, und einer Eingabe/Ausgabe-Schaltung 144 für ein Autostopp-Signal (AS-Signal), die Autostopp-Signale in den Gatespannungssteuerungstransistor 192 eingibt bzw. von diesem ausgibt, versehen.
Die Hauptsteuerung 152 ist vorzugsweise eine integrierte Schaltung mit einer CPU, und kann verschiedene gespeichert Programme ausführen. Die Hauptsteuerung 152 kann beispielsweise programmiert werden zum Ausführen des folgenden Algorithmus. Nach dem Empfangen eines Spannungssignals, das von der Stromdetektionsschaltung 148 ausgegeben wird, als ein Eingangssignal, vergleicht die Hauptsteuerung 152 das Spannungssignal mit einem voreingestellten gespeicherten Schwellenwert/Zulässigkeits-Wert, und gibt dann ein Autostopp-Signal an den Gatespannungssteuerungstransistor 192 über die Eingabe/Ausgabe-Schaltung 144 für das Autostopp-Signal aus, wenn der elektrische Strom des Motors 176 den voreingestellten zulässigen Wert übersteigt. In diesem Fall reduziert der Gatespannungssteuerungstransistor 192 die Spannung, die an den Gateanschluss des Leistungs-FETs 194 gekoppelt ist, auf die Massespannung, wodurch der Leistungs-FET 194 ausgeschaltet wird. Als Ergebnis werden der Motor 176 und das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 elektrisch voneinander getrennt und eine Überlast des Motors 176 und des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 können verhindert werden. Optional kann auch eine Sicherung 162 zur Verhinderung, dass ein übermäßiger Strom zwischen dem Motor und dem Nieder-Spannung-Batteriepack 10 fließt, in dem Schaltungspfad zwischen dem Motor 176 und dem Nieder-Spannung-Batteriepack 10 vorgesehen sein.
Die Hauptsteuerung 152 ist elektrisch verbunden mit dem Batteriesteuerungs-Eingabe-/Ausgabeanschluss (auch „Autostopp-Anschluss” genannt) 136 der Batterieschnittstelle 130, und kann eine Signalspannung (beispielsweise ein Autostopp-Signal) von der Batteriesteuerung 18 als ein Eingangssignal empfangen, und kann eine Signalspannung (beispielsweise ein Endladeschutzaufhebungssignal) an die Batteriesteuerung 18 ausgeben. In diesem Fall, da zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 in Serie geschaltet sind, unterscheiden sich die Referenzspannungen (Massespannungen) der zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 voneinander. Genauer gesagt, während die Referenzspannung des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, das auf der Nieder-Spannung-Seite (untere Seite in 5) positioniert ist, als eine Null Vol Masse bezeichnet wird, ist die Referenzspannung des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, das auf der Seite hoher Spannung (obere Seite in 5) positioniert ist, 18 Volt, aufgrund der Serienverbindung über die Anschlüsse 24a, 134a, 134b, 24b. Die Referenzspannung des Hauptkörpers 102 ist gleich der Referenzspannung des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 auf der Nieder-Spannung-Seite ist folglich ebenfalls Null Volt. Als Ergebnis unterscheiden sich die Pegel der eingegeben und ausgegeben Signalspannung signifikant zwischen der Hauptsteuerung 152 des Hauptkörpers 102 und der Batteriesteuerung 18 des oberen Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, das sich auf der Hoch-Spannung-Seite befindet. Die Signalspannungen können folglich nicht direkt zwischen den Steuerungen 18, 152 ein- und ausgegeben werden, solange nicht zuerst ein Umwandlung (beispielsweise eine Abwärtswandlung, Aufwärtswandlung oder eine andere Spannungspegelverschiebung) der Signalspannungen durchgeführt wird.
Zur Lösung dieses Problems enthält das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch zwei Spannungspegel-Verschieber (beispielsweise DC-zu-DC-Wandler) 154b, 156b, die zwischen der Batteriesteuerung 18 des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, das sich auf der Hoch-Spannung-Seite befindet, und der Hauptsteuerung 152 des Hauptkörpers 102 vorgesehen sind. Ein Pegelschieber 154b ist vorgesehen auf einem leitenden Pfad 154, der eine Signalspannung von einem ersten Ausgangsanschluss 157b der Hauptsteuerung 152 mit der Batteriesteuerung 18 verbindet und den Pegel der Signalspannung, die von der Hauptsteuerung 152 ausgegeben wird, anhebt, vorzugsweise proportional anhebt auf einen für die Batteriesteuerung 18 akzeptablen oder lesbaren Pegel. Der andere Pegelschieber 156b ist auf einem leitenden Pfad 156 vorgesehen zur Verbindung einer Signalspannung von der Batteriesteuerung 18 mit einem Eingangsanschluss 157a der Hauptsteuerung 152 und zum Reduzieren, vorzugsweise proportionalen Reduzieren des Pegels der Signalspannung, die von der Batteriesteuerung 18 ausgegeben wird, auf einen fair die Hauptsteuerung 152 akzeptablen oder lesbaren Pegel. Als Ergebnis können Signale zwischen der Batteriesteuerung 18 und der Hauptsteuerung 152 übermittelt werden (also ein- und ausgegeben werden) ohne irgendein Problem, das verursacht wird durch unterschiedliche Spannungsbereiche, bei denen die zwei Steuerungen 18, 152 arbeiten.
Ferner sind Ausschalter 154a, 156a vorgesehen zwischen jeder Batteriesteuerung 18 und der Hauptsteuerung 152. Ein Ausschalter 154a ist auf dem leitenden Pfad 154 vorgesehen zur Verbindung der Signalspannung von der Hauptsteuerung 152 mit der Batteriesteuerung 18, und der andere Ausschalter 156a ist auf dem leitenden Pfad 156 vorgesehen zur Verbindung einer Signalspannung von der Batteriesteuerung 18 mit der Hauptsteuerung 152. Die Ausschalter 154a, 156a werden durch die Hauptsteuerung 152 gesteuert. Wenn die Hauptsteuerung 152 bestimmt, dass das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 10 nicht für eine vorbestimmte Zeit verwendet worden ist, schaltet die Hauptsteuerung 152 die Ausschalter 154a, 156a über einen zweiten Ausgangsanschluss 157c aus, wodurch die Batteriesteuerungen 18 elektrisch von der Hauptsteuerung 152 getrennt werden. Als Ergebnis wird verhindert, dass ein Leckstrom zu lange zwischen den Batteriesteuerungen 18 und der Hauptsteuerung 152 fließt, wodurch verhindert wird, dass das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 übermäßig entladen wird. Die Ausschalter 154a und 156b sind elektrisch zwischen die Hauptsteuerung 152 und die jeweiligen Batteriesteuerungen 18 über die jeweiligen Drähte 154, 156, durch die ein Leckstrom fließen kann, geschaltet.
Es soll verstanden werden, dass die Anordnung des Ausschalters oder der Ausschalter gemäß den vorliegenden Lehren nicht auf die in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigte Anordnung eingeschränkt ist. Wenn es eine Mehrzahl von Drähten gibt, durch die ein Leckstrom zwischen der Hauptsteuerung 152 und einer Batteriesteuerung 18 fließen kann, können beispielsweise in einem oder in manchen, nicht allen, leitfähigen Pfaden ein oder mehrere Ausschalter vorgesehen werden. Gemäß einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel, bei dem eine Mehrzahl von Batteriepacks mit der Hauptsteuerung verbunden ist, kann ein oder können mehrere Ausschalter zwischen der Hauptsteuerung 152 und nur einem oder einigen von den Batteriepacks (beispielsweise nur das erste Batteriepack #1 oder das zweite Batteriepack #2) vorgesehen sein.
Wie oben beschrieben, wenn detektiert wird, dass der Ladezustand der Zellen 16 unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts abgesunken ist, gibt die Batteriesteuerung 18 ein Autostopp-Signal an den Autostopp-Anschluss 26, der elektrisch mit dem Autostopp-Anschluss 136 verbunden ist. Das Autostopp-Signal, das von der Batteriesteuerung 18 ausgegeben wird, wird in die Hauptsteuerung 152 über den leitenden Pfad 156 eingegeben. Die Hauptsteuerung 152 empfangt das Autostopp-Signal von der Batteriesteuerung 18 und gibt ein Autostopp-Signal an den Gatespannungssteuerungstransistor 192 aus. In diesem Fall wird das Autostopp-Signal, das von der Hauptsteuerung 152 ausgegeben wird, an den Gateanschluss des Gatespannungssteuerungstransistors 192 über die Autostopp-Signal-Eingabe/Ausgabeschaltung 144 gegeben. Als Ergebnis wird der Gatespannungssteuerungstransistor 192 eingeschaltet (also wird leitend), der Leistungs-FET 194 wird ausgeschaltet, und die Stromlieferung an den Motor 176 wird gestoppt. Das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 wird folglich vor einem Überentladen bzw. Tiefentladen bewahrt.
Wenn die Hauptsteuerung 152 darüber hinaus das Autostopp-Signal von der Batteriesteuerung 18 empfängt, leuchtet vorzugsweise der Indikator (LED der Anzeigenschaltung) 160. In diesem Fall lässt die Hauptsteuerung 152 selektiv nur den Indikator 160 aufleuchten, der dem Nieder-Spannung-Batteriepack 10 entspricht, das das Autostopp-Signal ausgegeben hat. Als Ergebnis kann der Benutzer sofort bestimmen, welches Nieder-Spannung-Batteriepack 10 ein Aufladen benötigt.
Wie oben beschrieben, hat das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 10 zwei Batterieschnittstellen 130, die konfiguriert sind zum entfernbaren Aufnehmen entsprechender Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, und kann gleichzeitig zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 als Leistungsquelle verwenden. Die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 sind in Serie mit dem Motor 176 geschaltet und liefern eine Spannung von 36 Volt an dem Motor 176. Das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 10 mit einer Nennspannung von 36 Volt wird also durch die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 angetrieben, die jeweils eine Nennspannung von 18 Volt haben. Der Benutzer kann das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 10 mit Leistung versorgen, indem bereits verfügbare Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 verwendet werden, ohne dass ein Batteriepack 30 und ein Ladegerät hierfür gekauft werden müssen. Jedes Nieder-Spannung-Batteriepack 10 kann ebenfalls individuell als einzelne Leistungsquelle für ein elektrisches Werkzeug 50 niedriger Spannung verwendet werden. Der Benutzer kann folglich effizient bereits verfügbare Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 und deren Batterieladegeräte benutzen.
6 verdeutlicht ein Beispiel, bei dem die elektrische Schaltung des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 100 modifiziert ist. In diesem modifizierten Beispiel sind zwei Bypassschaltungen 158 zu der in 5 gezeigten Schaltung hinzugefügt. Eine Bypassschaltung 158 ist für jedes Nieder-Spannung-Batteriepack 100, das mit der Hauptsteuerung 152 verbunden ist, vorgesehen. Jede Bypassschaltung 158 verbindet den positiven Elektrodeneingangsanschluss 134a mit dem negativen Elektrodeneingangsanschluss 134b für ein Batteriepack 10 über eine Diode 158a. Die Bypassschaltung 158 verbindet folglich den positiven Elektrodenausgangsanschluss 24a mit dem negativen Elektrodenausgangsanschluss 24b jedes Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 über die Diode 158a. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Bypassschaltung 158 für jedes Batteriepack 10, das mit der Hauptsteuerung 152 verbunden ist, vorgesehen. Man beachte, dass die Anordnung der Bypassschaltung oder der Bypassschaltungen gemäß den vorliegenden Lehren nicht auf die in dem obigen Ausführungsbeispiel beschränkt ist (beispielsweise kann die Bypassschaltung zwischen nur einigen der Batteriepacks vorgesehen sein, (beispielsweise nur dem ersten Batteriepack #1 oder dem zweiten Batteriepack #2).
Die Anode der Diode 158a ist verbunden mit dem negativen Elektrodeneingangsanschluss 134b, und die Kathode der Diode 158a ist verbunden mit dem positiven Elektrodeneingangsanschluss 134a. Folglich fließt normalerweise kein elektrischer Strom in der Diode 158a, und der positive Elektrodenausgangsanschluss 24a und der negative Elektrodenausgangsanschluss 24b des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 sind elektrisch nicht verbunden. Wenn jedoch das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 tiefentladen wird und eine Rückwärtsspannung (Sperrspannung) über den Ausgangsanschlüssen 24a, 24b des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 erzeugt wird, fließt ein elektrischer Strom in der Diode 158a. Folglich werden die Ausgangsanschlüsse 24a, 24b des Batteriepacks 10 über die Bypassschaltung 158 elektrisch verbunden. Selbst wenn nur ein Nieder-Spannung-Batteriepack 10 tiefentladen wird, kann als Ergebnis irgendeine Beschädigung, die dieses Nieder-Spannung-Batteriepack 10 erfahren hat, minimiert oder sogar verhindert werden. Optional kann eine Sicherung 158b in der Bypassschaltung 158 vorgesehen sein. In diesem Fall, wenn ein großer Strom in der Bypassschaltung 158 fließt, wird die Bypassschaltung 158 physikalisch durch die Sicherung 158b getrennt, die aufgrund des übermäßigen Stroms schmilzt oder anderweitig eine Verbindungsunterbrechung hervorruft. Als Ergebnis kann eine Beschädigung des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 minimiert oder verhindert werden, selbst wenn beispielsweise ein Zener-Durchbruch in der Diode 158a auftritt. Der Benutzer kann vorzugsweise auf die Sicherung 158b zugreifen, so dass er sie für den Fall, dass die Sicherung durchgebrannt ist, ersetzen kann.
7 zeigt ein anderes modifiziertes Beispiel der elektrischen Schaltung des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 100. In diesem modifizierten Beispiel ist die Anbringungsposition der Leistungsversorgung für die Hauptsteuerung 152 in der Schaltung, die in 5 gezeigt ist, geändert. Wie in 7 gezeigt, ist der Hauptschalter 178 eingefügt zwischen dem Nieder-Spannung-Batteriepack 100 und der Leistungsversorgungsschaltung 142. Wenn die Hauptschaltung 178 folglich ausgeschaltet wird, wird gleichzeitig der Stromfluss zu der Hauptsteuerung 152 unterbrochen. Als Ergebnis kann verhindert werden, dass die Hauptsteuerung 152 unnötig Leistung in einem nicht aktiven Zustand des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 100 verbraucht.
8 zeigt ein anderes modifiziertes Beispiel der elektrischen Schaltung des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 100. In diesem modifizierten Beispiel sind zwei Bypassschaltungen 158 zu der in 7 gezeigten Schaltung hinzugefügt. Die Struktur, Funktionen und die Wirkung der Bypassschaltungen 158 sind die gleichen wie die unter Bezugnahme auf das in 6 gezeigte Ausführungsbeispiel beschriebenen.
Zwei Typen von Adapter (Leistungsversorgungsschnittstellen) 200, 300 sind ebenfalls in den vorliegenden Lehren offenbart, nämlich ein kabelgebundener Adapter 200 und ein integrierter Adapter 300. Der kabelgebundene Adapter 200 wird zuerst unter Bezugnahme auf die 9, 10 und 11 erklärt. Das in den 9 und 10 gezeigte Werkzeug entspricht dem Werkzeug 70, das in den 19 bis 22 gezeigt ist, oben beschrieben wurde und hiermit durch Bezugnahme eingearbeitet wird. Wie in 9 gezeigt, ist der Adapter 200 konfiguriert zum Verbinden einer Mehrzahl von Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 mit dem elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeug 70. Der Adapter 200 ist mit einer hauptkörperseitigen Einheit 202 versehen, die konfiguriert ist, um an dem Hauptkörper 72 des elektrischen Werkzeugs 70 hoher Spannung demontierbar angebracht zu werden, mit einer packseitigen Einheit 206, die konfiguriert ist, um entfernbar eine Mehrzahl von Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 zu empfangen oder aufzunehmen, und mit einem elektrischen Kabel 204, das physikalisch und elektrisch die hauptkörperseitige Einheit 202 mit der packseitigen Einheit 206 verbindet. Ein Anbringungshaken 206a kann optional auf der packseitigen Einheit 206 vorgesehen werden, um an der Kleidung eines Benutzers oder an einem Gürtel oder einem anderen Objekt, das am Körper des Benutzers getragen wird, angebracht zu werden, so dass der Adapter 200 und die montierten Batteriepacks 10 bequem während des Betriebs des Werkzeugs 70 getragen werden können.
Wie in 10 gezeigt, hat die packseitige Einheit 202 eine äußere Kontur, die im Allgemeinen mit der äußeren Kontur des Hoch-Spannung-Batteriepacks 30 übereinstimmt. Ein Verbinder (Leistungswerkzeuginterface) 220 ist auf der hauptkörperseitigen Einheit 202 in der gleichen Art und Weise vorgesehen, wie auf dem Hoch-Spannung-Batteriepack 30. Der Verbinder 220 kann gleitend in die Batterieschnittstelle 80 eingeführt (geschoben) werden, die auf dem Hauptkörper 72 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 70 vorgesehen ist. Das Anschlussteil 220 weist ein Paar von Schienen 222 auf, einen positiven Elektrodenausgangsanschluss 224a, einen negativen Elektrodenausgangsanschluss 224b und einen Autostopp-Anschluss 226. Wenn die hauptköperseitige Einheit 202 an der Batterieschnittstelle 80 angebracht ist, ist der positive Elektrodenausgangsanschluss 224a der hauptköperseitigen Einheit 202 mit dem positiven Elektrodeneingangsanschluss 84a der Batterieschnittstelle 80 verbunden, und der negative Elektrodenausgangsanschluss 224b der hauptköperseitigen Einheit 202 ist mit dem negativen Elektrodeneingangsanschluss 84b der Batterieschnittstelle 80 verbunden. Der Autostopp-Anschluss 226 ist ferner mit dem Batteriesteuerungs-Eingabe/Ausgabe(Autostopp)-Anschluss 86 verbunden. Die hauptköperseitige Einheit 202 ist im Ergebnis elektrisch mit dem internen Schaltkreis des Hauptkörpers 72 des elektrischen Werkzeugs 70 hoher Spannung verbunden. Die hauptköperseitige Einheit 202 hat ferner ein Verschlussbauteil 212, das mit dem Verschlussaufnahmeloch 88 (siehe 22) der Batterieschnittstelle 80 in Eingriff ist, und ist konfiguriert, um die Hauptkörperseiteneinheit 202 abnehmbar an der Batterieschnittstelle 80 zu befestigen. Dieser Eingriff zwischen dem Verschlussaufnahmeloch 88 und dem Verschlussbauteil 212 kann durch den Verschlussfreigabeknopf 214 freigegeben bzw. aufgehoben werden.
Wie in 11 gezeigt, weist die packseitige Einheit 206 zwei Batterieschnittstellen 230 auf. Jede Batterieschnittstelle 230 kann entfernbar ein Nieder-Spannung-Batteriepack 10 aufnehmen oder anschließen, und das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 kann dadurch gleitend bzw. schiebend aufgenommen werden. Die Batterieschnittstelle 230 hat ein Paar von Schienen 232, einen positiven Elektrodeneingangsanschluss 234a, einen negativen Elektrodeneingangsanschluss 234b, einen Batteriesteuerungs-Eingabe/Ausgabe(Autostopp)-Anschluss 236 und ein Verschlussaufnahmeloch 238. Bezüglich der Struktur ist die Batterieschnittstelle 230 im Wesentlichen identisch zu der Batterieschnittstelle 60 des elektrischen Nieder-Spannung-Werkzeugs 50, die im Vorangegangenen unter Bezugnahme auf die 17 und 18 erklärt worden ist, und wird hiermit durch Bezugnahme eingearbeitet. Die zwei Batterieschnittstellen 230 sind nebeneinander auf der unteren Fläche der packseitigen Einheit 206 angeordnet, und die Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 sind jeweils in gleicher Richtung darin eingeführt. Die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, die an der packseitigen Einheit 206 angebracht sind, sind in Serie mit dem positiven Elektrodenausgangsanschluss 224a und dem negativen Elektrodenausgangsanschluss 224b des Anschlussteils 220 geschaltet. Als Ergebnis liefern die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 einen Strom an den internen Schaltkreis des Hauptkörpers 72 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 70 mit einer Spannung von ungefähr von 36 Volt. Der Adapter 200 ermöglicht einem Kraftwerkzeug 70, das die Batterieschnittstelle 80 aufweist, die dem Hoch-Spannung-Batteriepack 30 hoher Spannung zugeordnet ist, mit den Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 verbunden und durch diese betrieben zu werden. Der Autostopp-Anschluss 26 des Batteriepacks 10 ist darüber hinaus mit dem Autostopp-Anschluss 236 der packseitigen Einheit 206 verbunden.
Wie in 11 gezeigt, weist die packseitige Einheit 206 ebenfalls zwei Indikatoren 260 auf. Die zwei Indikatoren 260 befinden sich jeweils über bzw. oberhalb der zwei Batterieschnittstellen 230. Jeder Indikator 260 ist beispielsweise eine lichtemittierende Diode, kann jedoch irgendeine andere Vorrichtung sein, die in der Lage ist, visuell Information über den Zustand der angeschlossenen Batteriepacks 10 zu übertragen, wie beispielsweis eine oder mehrere Glühlampen oder eine oder mehrere LCDs. Die Lehren betreffend den Indikator 160, der im Vorangegangenen unter Bezugnahme auf das Ausführungsbeispiel gemäß den 2 bis 4 diskutiert wurde, sind äquivalent anwendbar auf das vorliegende Ausführungsbeispiel, und folglich werden die obigen Lehren bezüglich des Indikators 160 hiermit eingearbeitet. Beispielsweise kann ein Indikator 260 einen Ladezustand oder ein Ladelevel bzw. ein Ladeniveau des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, das an eine Batterieschnittstelle 230 angeschlossen ist, anzeigen, und der andere Indikator 260 kann die gleiche Bedingung (Ladelevel) oder eine andere Bedingung bzw. einen anderen Zustand des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, das an der anderen Batterieschnittstelle 230 angeschlossen ist, anzeigen. Jeder Indikator 260 zeigt vorzugsweise mindestens den Ladezustand seines entsprechenden Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 an. Beispielsweise kann die lichtemittierende Diode leuchten, wenn der Ladezustand unter einen Pegel bzw. ein Niveau fällt, bei dem ein Wiederaufladen notwendig wird. Ähnlich wie der Indikator 160 zeigt erneut der Indikator 260 vorzugsweise den Ladezustand seines entsprechenden Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 zumindest in zwei Level (Stufen bzw. Niveaus) an. Ebenfalls ähnlich wie der Indikator 160 zeigt auch der Indikator 260 vorzugsweise eine Temperaturabnormität seines entsprechenden Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 an, anstelle oder zusätzlich zu dessen Ladezustand.
Die zwei Indikatoren 260 sind vorzugsweise nebeneinander auf einer Fläche der packseitigen Einheit 206 angeordnet und haben die gleich oder im Wesentlichen die gleiche Anzeigenrichtung (also die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Ausleuchtungsrichtung der lichtemittierenden Dioden). Folglich kann der Benutzer die zwei Indikatoren 260 gleichzeitig sehen und kann gleichzeitig den Ladezustand der zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 erkennen. Ferner befinden sich die Indikatoren 260 vorzugsweise über bzw. oberhalb der entsprechenden Batterieschnittstellen 230. Wenn folglich das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 70 abrupt stoppt, kann der Benutzer sofort bestimmen, welches Nieder-Spannung-Batteriepack 10 ein Problem oder eine Abnormität erfahren hat. Die zwei Indikatoren 260 können beispielsweise auch auf der hauptkörperseitigen Einheit 202 angeordnet sein, anstatt auf der packseitigen Einheit 206. Die zwei Indikatoren 260 können auch an anderen Stellen angeordnet sein, die von dem Benutzer gleichzeitig einsehbar sind. Vorzugsweise befinden sich die zwei Indikatoren 260 in der gleichen Ebenen, so dass der Benutzer gleichzeitig die zwei Indikatoren 260 von verschiedenen Richtungen aus sehen kann.
Ähnlich wie der Indikator 160 kann der Indikator 260 auch in jedem Nieder-Spannung-Batteriepack 10 vorgesehen sein. Wie bereits oben erklärt, sind die zwei Batterieschnittstellen 230 nebeneinander angeordnet und können die Batteriepacks 10 in gleicher Richtung aufnehmen. Wenn die zwei Batteriepacks niedriger Spannung folglich an der packseitigen Einheit 260 angebracht sind, befinden sich die zwei Indikatoren 260 folglich nebeneinander in der gleichen Ebene, und deren Abstrahlrichtungen sind ebenfalls gleich. Der Benutzer kann folglich gleichzeitig die zwei Indikatoren 260 von verschiedenen Richtungen aus sehen.
Eine beispielhafte elektrische Schaltung des Adapters 200 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 12 erklärt. Wie man leicht feststellen kann aus einem Vergleich der 12 mit der 5, ist die Schaltung des Adapters 20 im Wesentlichen identisch zu einem Teil der Schaltung, die in dem Hauptkörper 102 des oben beschriebenen elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 100 angeordnet ist. Spezieller ist eine Kombination der Schaltung des Hauptkörpers 72 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 70 und der Schaltung des Adapters 200, wie in 12 gezeigt, im Wesentlichen identisch zu der Schaltung des Hauptkörpers 102 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 100, wie in 5 gezeigt (jedoch fehlt der Leistungs-FET 246 in 5).
Zuerst wird die Schaltung des Hauptkörpers 72 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 70, die in 12 gezeigt ist, erklärt. Der Hauptkörper 72 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 70 ist mit einem Motor 76, einem Hauptschalter 78, einer Geschwindigkeitseinstellungsschaltung 90, einem Leistungs-FET 94, einem Gatespannungssteuerungstransistor 92 und einer Spannungsteilerschaltung 96 bereitgestellt. Die Konfigurationen dieser Komponenten können identisch sein zu denen des Motors 176, des Hauptschalters 178, der Geschwindigkeitseinstellungsschaltung 190, des Leistungs-FET 194, des Gatespannungssteuerungstransistors 192 und der Spannungsteilerschaltung 196 des Hauptkörpers 102 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 100, die unter Bezugnahme auf die 5 bis 8 oben beschrieben wurden, und eine Erklärung davon ist folglich hier notwendig. Zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 sind folglich über den Adapter 200 in Serie mit dem Motor 76 verbunden.
Der Adapter 200 ist mit einer Hauptsteuerung 252, einer Leistungsquellenschaltung 242, einem Shuntwiderstand 250, einer Stromdetektionsschaltung 248, einer Autostopp-Signal-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 244 und einer Sicherung 262 versehen. Die Hauptsteuerung 252 ist elektrisch mit zwei Indikatoren 260 verbunden. Die Konfigurationen dieser Komponenten können identisch sein zu denjenigen der Hauptsteuerung 152, der Leistungsquellenschaltung 142, des Shunt-Widerstands 150, der Stromdetektionsschaltung 148, der Autostoppsignal-Eingabe/Ausgabe-Schaltung 144, des Indikators 160 und der Sicherung 162 in dem Hauptkörper 102 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 100 und eine Erklärung dieser ist also hier nicht notwendig.
Der Adapter 200 ist ferner versehen mit einem Leistungs-FET 246 zwischen einem negativen Elektrodeneingangsanschluss 234b, der mit dem Nieder-Spannung-Batteriepack 10 verbunden ist, und einem negativen Elektrodenausgangsanschluss 224b, der mit dem elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeug 70 verbunden ist. Die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 sind folglich elektrisch mit dem Motor 76 verbunden, und ein Entladestrom, der durch die zwei in Serie geschalteten Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 erzeugt wird, fließt durch diese Schaltung. Die Hauptsteuerung 252 ist mit dem Gateanschluss des Leistungs-FET 246 verbunden und kann den Leistungs-FET 246 steuern. Beispielsweise kann die Hauptsteuerung 252 den Leistungs-FET 246 ausschalten, wenn die Ausgangspannung der Stromdetektionsschaltung 248 einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Die Funktionen des Leistungs-FET 246 werden nachfolgend erklärt. Wenn der Adapter 200 von dem elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeug 70 entfernt bzw. demontiert ist, ist das Anschlussteil bzw. der Verbinder 220 des Adapters 200 frei gelegt. Wenn die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 100 in diesem Zustand an den Adapter 200 angeschlossen werden, wird eine Spannung von ungefähr 36 Volt über den positiven Elektrodenausgangsanschluss 224a und den negativen Elektrodenausgangsanschluss 224b in dem Anschlussteil bzw. Verbinder 220 erzeugt. Der positive Elektrodenausgangsanschluss 224a und der negative Elektrodenausgangsanschluss 224b sind in einem Schlitz des Adapters 200 vorgesehen, wie in 10 gezeigt. Folglich wird verhindert, dass Fremdstoffe in Kontakt kommen mit den zwei Ausgabeanschlüssen 224a, 224b. Die Möglichkeit, dass Fremdstoffe in Kontakt mit den zwei Ausgabeanschlüssen 224a, 224b kommen, kann jedoch nicht vollständig ausgeschlossen werden. Wenn beispielsweise die zwei Ausgabeanschlüsse 224a, 224b durch Fremdstoffe kurz geschlossen werden, kann ein sehr großer Stromfluss innerhalb des oder der Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 oder in dem Adapter 200 erzeugt werden. In der Schaltung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Leistungs-FET 246 innerhalb des Adapters 200 derart vorgesehen, dass nachdem der Adapter 200 von dem elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeug 70 entfernt worden ist, die Schaltung und folglich der Stromfluss durch den Leistungs-FET 246 ausgeschaltet bzw. unterbrochen werden kann, wenn ein sehr großer Strom detektiert wird.
Die Hauptsteuerung 252 ist elektrisch mit einem Autostopp-Anschluss 236 der Batterieschnittstelle 230 verbunden und kann eine eingegebenen Signalspannung (beispielsweise ein Autostopp-Signal) von der Batteriesteuerung 18 empfangen und eine Signalspannung (beispielsweise ein Entladeschutzaufhebungssignal) an die Batteriesteuerung 18 ausgeben. Ausschalter 254a, 256a sind jeweils in dem leitenden Pfad 245 vorgesehen, der die Signalspannung von der Hauptsteuerung 252 zu der Batteriesteuerung 18 führt, und in einem leitenden Pfad 256, der eine Signalspannung von der Batteriesteuerung 18 zu der Hauptsteuerung 252 führt. Pegelschieber 254b, 256b sind ebenfalls in den leitenden Pfaden 254, 256 jeweils vorgesehen, um die Spannung der Signale, die von der Batteriesteuerung 18 des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, das sich auf der Hoch-Spannungs-Seite befindet, einzustellen, wie im vorangegangenen unter Bezugnahme auf die beispielhaften Pegelschieber 154b, 156b von den 5 bis 8 diskutiert. Die Ausschalter 154a, 156a und Pegelschieber 154b, 156b, wie in Bezug auf das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 10 oben beschrieben, können ohne Modifikation in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet werden, und folglich ist an dieser Stelle eine Beschreibung nicht notwendig.
Wie oben beschrieben, durch die Verwendung des Adapters 200 kann das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 70 (das designt ist, um normalerweise nur ein Batteriepack an der Batterieschnittstelle 80 anzubringen bzw. anzuschließen) mit zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 geringer Spannung betrieben werden. Durch das Verbinden der zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 in Serie mit dem Motor 76, ist es möglich, eine Spannung von ungefähr 36 Volt an den Motor 76 zu liefern. Als Ergebnis kann das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 70 mit einer Nennspannung von 36 Volt durch die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 betrieben werden, die jeweils eine Nennspannung von 18 Volt haben. Folglich kann das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 70 betrieben werden unter Verwendung bereits verfügbarer Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, ohne dass es notwendig ist, ein Batteriepack 30 hoher Spannung, das eine Nennspannung von 36 Volt liefert, oder ein entsprechendes Ladegerät hierfür zu kaufen. Jedes Nieder-Spannung-Batteriepack 10 kann auch individuell verwendet werden als eine einzelne Leistungsquelle für ein elektrisches Nieder-Spannung-Werkzeug 50, das mit einem 18 Volt Batteriepack arbeitet.
13 zeigt ein modifiziertes Beispiel der elektrischen Schaltung des Adapters 200. In diesem modifizierten Beispiel sind zwei Bypassschaltungen 258 der Schaltung in 12 hinzugefügt. Eine Bypassschaltung 258 ist für jedes entsprechende Nieder-Spannung-Batteriepack 10 vorgesehen. Die Bypassschaltung 258 enthält eine Diode 258a und eine Sicherung 258b. Diese Bypasschaltungen 258 können identisch sein zu den Bypassschaltungen 158 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 100, die im Vorangegangenen unter Bezugnahme auf die 6 und 8 beschrieben worden sind, und folglich ist an dieser Stelle eine Erklärung davon nicht notwendig.
Ein anderer (integrierter) Adapter 300 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 14, 15 und 16 erklärt. Das in den 14 bis 16 gezeigte Werkzeug entspricht dem in den 19 bis 22 gezeigten Werkzeug 70, das im Vorangegangenen beschrieben wurde und durch Bezugnahme hier eingearbeitet wird. Wie in 14 gezeigt, dient der Adapter 300 ebenfalls zur Verbindung einer Mehrzahl von Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 mit einem elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeug 70. Ähnlich wie der Adapter 200 erlaubt der Adapter 300 ebenfalls dem Kraftwerkzeug 70 mit der Batterieschnittstelle 80, die designt ist zur Aufnahme des Hoch-Spannung-Batteriepacks 30, mit den Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 verbunden und durch diese angetrieben zu werden. Im Gegensatz zu dem oben beschriebenen Adapter 200 ist der gesamte Schaltkreis für diesen Adapter 300 in einem Gehäuse vorhanden. Die Bereiche, die der hauptkörperseitigen Einheit 202 und der packseitigen Einheit 206 des oben beschriebenen Adapters 200 entsprechen, sind also in einem einzelnen Gehäuse integriert. Die elektrische Schaltung des Adapters 300 kann funktional identisch sein zu der Schaltung des oben beschriebenen Adapters 200, wie in 12 oder in der 13 gezeigt.
Wie in 15 gezeigt, kann das Anschlussteil bzw. der Verbinder 200 an oder auf der oberen Fläche oder einem unteren Bereich 301 des Adapters 300 in der gleichen Art und Weise vorgesehen werden, wie das Anschlussteil bzw. der Verbinder 220 des in 10 gezeigten kabelgebundenen Adapters 200. Das Anschlussteil bzw. der Verbinder 220 kann folglich gleitend in die Batterieschnittstelle 80 eingeführt bzw. geschoben werden, die in dem Hauptkörper 72 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 70 vorgesehen ist. Das Anschlussteil 220 weist ein Paar von Schienen 222 auf, einen positiven Elektrodenausgangsanschluss 224a, einen negativen Elektrodenausgangsanschluss 224b und einen Autostopp-Anschluss 226. Die Strukturen der Anschlussteile 220 in den zwei Typen von Adapter 200, 300 können im Wesentlichen identisch sein. Wenn das Anschlussteil bzw. der Verbinder 220 des Adapters 300 an der Batterieschnittstelle 80 angebracht ist, ist folglich der positive Elektrodenausgangsanschluss 224a des Adapters 300 elektrisch verbunden mit dem positiven Elektrodeneingangsanschluss 84a der Batterieschnittstelle 80, und der negative Elektrodenausgangsanschluss 224b des Adapters 300 ist elektrisch verbunden mit dem negativen Elektrodeneingabeanschluss 84b der Batterieschnittstelle 80. Als Ergebnis ist der Adapter 300 elektrisch verbunden mit der Schaltung, die in dem Hauptkörper 72 des elektrischen Hoch-Spannungs-Werkzeugs 70 hoher Spannung enthalten ist. Darüber hinaus ist der Autostopp-Anschluss 86 mit dem Autostopp-Anschluss 226 verbunden.
Wie in 16 gezeigt, sind zwei Batterieschnittstellen 230 auf der unteren Fläche. oder einem unteren Bereich 302 des Adapters 300 in der gleichen Art und Weise vorgesehen, wie die Batterieschnittstellen 230 des in 11 gezeigten Kabelgebundenen Adapters 200. Jede Batterieschnittstelle 230 kann entfernbar ein Nieder-Spannung-Batteriepack 10 aufnehmen oder anschließen, oder das Nieder-Spannung-Batteriepack 10 kann gleitend bzw. schiebbar darin aufgenommen werden. Die Batterieschnittstelle 230 hat ein Paar von Schienen 232, einen positiven Elektrodeneingangsanschluss 234a, einen negativen Elektrodeneingangsanschluss 234b und ein Verschlussaufnahmeloch 238. Die Strukturen der Batterieschnittstellen 230 der zwei Typen von Adaptern 200, 300 können im Wesentlichen identisch sein. Die zwei Batterieschnittstellen 230 sind nebeneinander auf der unteren Fläche der packseitigen Einheit 206 angeordnet, und die Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 sind jeweils in der gleichen Richtung darin eingeführt. Die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, die an dem Adapter 300 angebracht bzw. angeschlossen sind, sind in Serie mit dem positiven Elektrodenausgangsanschluss 224a und dem negativen Elektrodenausgangsanschluss 224b des Anschlussteils 220 verbunden. Als Ergebnis liefern die zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 einen Strom an die Schaltung, die in dem Hauptkörper 72 des elektrischen Hoch-Spannung-Werkzeugs 70 enthalten ist, mit einer Spannung von ungefähr 36 Volt. Darüber hinaus ist der Autostopp-Anschluss 26 des Batteriepacks 10 mit dem Autostopp-Anschluss 236 des Adapters 300 verbunden.
Wie in 15 gezeigt, ist der Adapter 300 ebenfalls mit zwei Indikatoren 260 versehen. Die zwei Indikatoren 260 sind auf der Rückfläche 300a des Adapters 300 angeordnet. Die zwei Indikatoren 260 befinden sich jeweils über den zwei Batterieschnittstellen 230. Jeder Indikator 260 enthält beispielsweise eine lichtemittierende Diode oder eine andere Lichtquelle, beispielsweise ein Glühlampenlicht, oder eine Anzeigenvorrichtung, wie beispielsweise eine LCD, wie im Vorangegangen unter Bezugnahme auf den Indikator 260 des kabelgebundenen Adapters 200 und des Indikators 160 des in den 2 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiels beschrieben, deren Beschreibung erneut durch Bezugnahme hier eingearbeitet wird. Ähnlich wie bei den obigen Ausführungsbeispielen kann folglich der Indikator 260 einen Ladezustand des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, das an die eine Batterieschnittstelle 230 angebracht bzw. angeschlossen ist, angeben, und der andere Indikator 260 kann die gleiche oder eine andere Bedingung bzw. einen anderen Zustand des Nieder-Spannung-Batteriepacks 10, das an der anderen Batterieschnittstelle 230 angeschlossen bzw. angebracht ist, angeben. Die zwei Indikatoren 260 sind vorzugsweise nebeneinander an der Rückfläche 300a des Adapters 300 angeordnet. Folglich kann der Benutzer die zwei Indikatoren 260 gleichzeitig sehen und kann gleichzeitig die jeweiligen Ladezustände oder einen anderen angezeigten Zustand oder angezeigte Zustände bzw. Bedingung oder Bedingungen der zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 erkennen. Ferner befinden sich die Indikatoren 260 vorzugsweise über bzw. oberhalb den entsprechenden Batterieschnittstellen 230. Wenn das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 70 folglich beispielsweise abrupt stoppt, kann der Benutzer sofort bestimmen, welches Nieder-Spannung-Batteriepack 10 ein Problem oder eine Abnormität erfahren hat.
Wie oben beschrieben, durch die Verwendung des Adapters 300 kann das elektrische Hoch-Spannungs-Werkzeug 70 betrieben werden unter Verwendung von zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10. Durch das Verbinden der zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 in Serie mit dem Motor 76 ist es möglich, eine Spannung von ungefähr 36 Volt an den Motor 76 zu liefern. Als Ergebnis kann das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 70 mit einer Nennspannung von 36 Volt durch zwei Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 betrieben werden, die jeweils eine Nennspannung von 18 Volt aufweisen. Folglich kann das elektrische Hoch-Spannung-Werkzeug 70 mit Leistung versorgt werden, indem bereits verfügbare Nieder-Spannung-Batteriepacks 10 verwendet werden, ohne dass es notwendig ist, ein Hoch-Spannung-Batteriepack 30, das eine Nennspannung von 36 Volt aufweist, oder ein entsprechendes Ladegerät hierfür zu kaufen. Jedes Nieder-Spannung-Batteriepack 10 kann auch individuell als einzelne Leistungsquelle für ein elektrisches Nieder-Spannung-Werkzeug 50 verwendet werden.
In der vorliegenden Beschreibung ist das repräsentative Beispiel für ein elektrisches Nieder-Spannung-Werkzeug 50 ein Elektrobohrer, und ein repräsentatives Beispiel für elektrische Hoch-Spannung-Werkzeuge 70, 100 ist ein elektrisches Gebläse (Laubbläser). Die vorliegenden Lehren sind jedoch nicht auf diese Typen von elektrischen Werkzeugen beschränkt, und können allgemein angewendet werden auf verschiedene Typen von Elektrowerkzeugen, wie in dem obigen Zusammenfassungsabschnitt beschrieben.
Spezifische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Lehren sind oben beschrieben worden, jedoch dienen diese Ausführungsbeispiele lediglich zur Verdeutlichung von einigen repräsentativen Möglichkeiten zur Verwendung der vorliegenden Lehren und schränken die Schutzansprüche nicht ein. Der Gegenstand, der in den Schutzansprüchen definiert ist, umfasst Änderungen und Modifikationen der oben genannten spezifischen Beispiele.
Die technischen Bauteile, die in der Beschreibung oder den Zeichnungen offenbart sind, können separat oder in anderen Kombinationen verwendet werden, die hier nicht explizit offenbart, dem Fachmann auf diesem Gebiet jedoch sofort offensichtlich sind. Darüber hinaus kann der Gegenstand, der hier offenbart ist, verwendet werden, um gleichzeitig eine Mehrzahl von Aufgaben zu lösen oder um nur eine einzelne Aufgabe zu lösen, wobei die Aufgabe oder die Aufgaben nicht explizit in der vorliegenden Offenbarung genannt sein müssen.
Obwohl die vorliegenden Lehren bezüglich einer bevorzugten Verwendung von Lithiumionen-Zellen beschrieben worden sind, sind natürlich die vorliegenden Lehren auf andere Batterietypen, eine andere Batteriechemie oder -technologie anwendbar, umfassen jedoch nicht einschränkend Nickelcadmium, Nickelmetallhydrid, Nickelzink, Lithiumionenphosphat, etc.
Obwohl das repräsentative elektrische Kraftwerkzeug 100 und die Adapter 200, 300 in Verbindung mit einer Serienschaltung von zwei Batteriepacks 10 gezeigt sind, kann die Batterieschnittstelle 80 des Werkzeugs 10 oder die Adapter 200, 300 natürlich modifiziert sein, um drei oder mehr Batteriepacks 10 in Serie und/oder parallel zu schalten. Die ersten Batteriepacks 10 müssen darüber hinaus nicht alle die gleiche Nennspannung haben, und in speziellen Anwendungen der vorliegenden Lehren hat ein erstes Batteriepack 10 eine erste Nennspannung, beispielsweise 12 Volt, und ein zweites Batteriepack 10 kann eine zweite Nennspannung aufweisen, beispielsweise 18 Volt, also die erste und zweite Nennspannung der zwei Batteriepacks 10 sind verschieden. In diesem Fall sind die ersten Batterieschnittstellen 130, 230 vorzugsweise unterschiedlich konfiguriert, um so sicherstellen zu können, dass nur das geeignete Batteriepack angeschlossen bzw. angebracht wird. Zusätzlich oder alternativ kann die Hauptsteuerung 152 des Werkzeugs 70, 100 oder die Hauptsteuerung 252 des Adapters 200, 300 und deren Schaltkreise konfiguriert sein zur Erkennung von Batteriepacks, die unterschiedliche Nennspannungen aufweisen, und zum Verarbeiten von Signalen, die von jeweiligen CPUs der Batteriepacks entsprechend ausgegeben werden.
Die Adapter 200, 300 können modifiziert werden, um nur eine Spannungspegelverschiebungsfunktion vorzusehen, und die Werkzeugmotorsteuerungsfunktion kann durch eine integrierte Schaltung durchgeführt werden, beispielsweise durch einen Mikroprozessor, der sich in dem Hauptkörper 72, 100 des Werkzeugs 70, 100 befindet. Beispielsweise müssen die Adapter 200, 300 keine Hauptsteuerung 252 aufweisen, und stattdessen können sie beispielsweise nur die Pegelschieber 254b, 256b und/oder die Ausschalter 254a, 256a aufweisen. Naturgemäß können die Adapter 200, 300 auch die Diode bzw. die Dioden 258a, die Sicherung bzw. Sicherungen 258b und die Indikatoren 260 aufweisen. In derartigen Ausführungsbeispielen werden die Funktionen der Hauptsteuerung 252 durch eine Schaltung bzw. einen Schaltkreis durchgeführt, der sich in dem Hauptkörper 72, 100 des Werkzeugs 70, 100 befindet. In diesem Fall liefern die Pegelschieber 254b, 256b vorzugsweise geeignete spannungseingestellte Signale von den Batteriepacksteuerungen 18 an den Prozessor, der sich in dem Hauptkörper 72, 102 befindet.
Zusätzliche Ausführungsbeispiele der vorliegenden Lehren weisen auf, sind jedoch nicht darauf beschränkt:

1. Elektrisches Kraftwerkzeug mit: einem Hauptkörper, der ein Werkzeug trägt; einem Elektromotor, der in dem Hauptkörper untergebracht und angepasst ist zum Antreiben des Werkzeugs; einer Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen, die jeweils angepasst sind zum entfernbaren Aufnehmen eines ersten Batteriepacks und zum elektrischen Verbinden einer Mehrzahl von angeschlossenen ersten Batteriepacks in Serie mit dem Elektromotor; und einer Mehrzahl von Indikatoren, die jeweils angepasst sind zum Anzeigen von mindestens einem Zustand eines entsprechenden ersten Batteriepacks, das an dem Hauptkörper angebracht ist, wobei die Indikatoren derart angeordnet sind, dass sie gleichzeitig in mindestens einer Richtung betrachtbar sind.
2. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel 1, bei dem jeder von der Mehrzahl von Indikatoren mindestens einen Ladezustand des entsprechenden ersten Batteriepacks anzeigt.
3. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel 1 oder 2, bei dem jeder von der Mehrzahl von Indikatoren angibt, ob der Ladezustand des entsprechenden ersten Batteriepacks unter einen vorbestimmten Schwellenwert gefallen ist, oder nicht, wodurch angezeigt wird, dass das entsprechende erste Batteriepack ein Aufladen benötigt.
4. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 3, bei dem jeder von der Mehrzahl von Indikatoren mindestens zwei Niveaus von Ladezuständen des entsprechenden ersten Batteriepacks anzeigt.
5. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 4, bei dem jedes von der Mehrzahl von ersten Batteriepacks individuell als alleinige Leistungsquelle eines anderen elektrischen Werkzeugs verwendet werden kann.
6. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 5, bei dem jedes von der Mehrzahl von ersten Batteriepacks einen Verschluss aufweist, der angepasst ist, um in eine entsprechende Eingriffsstruktur, die auf oder nahe der entsprechenden ersten Batterieschnittstelle definiert ist, einzugreifen.
7. Elektrisches Kraftwerkzeug nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 6, bei dem jedes von der Mehrzahl von ersten Batteriepacks angepasst ist, gleitend in die jeweilige Batterieschnittstelle einzugreifen.
8. Elektrisches Kraftwerkzeug nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 7, bei dem die Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen angepasst ist, zum jeweiligen Aufnehmen der Mehrzahl von ersten Batteriepacks in der gleichen Richtung.
9. Elektrisches Kraftwerkzeug nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 8, bei dem die Mehrzahl der ersten Batterieschnittstellen integriert auf dem Hauptkörper gebildet ist.
10. Elektrisches Kraftwerkzeug nach einem der Ausführungsbeispiele 1 bis 9, bei dem: die ersten Batterieschnittstellen auf einem abnehmbaren Adapter bereitgestellt sind; der Hauptkörper eine zweite Batterieschnittstelle enthält, die angepasst ist zum Empfangen eines zweiten Batteriepacks, das eine andere Eingriffsstruktur aufweist, als das erste Batteriepack, und zum elektrischen Verbinden des angebrachten zweiten Batteriepacks mit dem Motor, der Adapter einen Verbinder aufweist, das angepasst ist, um entfernbar an der zweiten Batterieschnittstelle angebracht zu werden, und die Mehrzahl der ersten Batteriepacks, die an der Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen angebracht sind, elektrisch in dem Adapter mit dem Verbinder verbunden sind.
11. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel 10, bei dem der Adapter eine packseitige Einheit aufweist, die einer Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen hat, eine hauptkörperseitige Einheit, die den Verbinder aufweist, und ein elektrisches Kabel, das die packseitige Einheit mit der hauptkörperseitigen Einheit verbindet.
12. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß den Ausführungsbeispielen 10 und 11, bei dem das zweite Batteriepack eine Nennspannung hat, die im Wesentlichen gleich einer Summe von Nennspannungen der Mehrzahl von ersten Batteriepacks ist.
13. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß den Ausführungsbeispielen 10 bis 12, bei dem jede von den ersten Batterieschnittstellen angepasst ist zur Verhinderung des Anbringens des zweiten Batteriepacks, und die zweite Batterieschnittstelle angepasst ist zur Verhinderung des Anbringens des ersten Batteriepacks.
14. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß den Ausführungsbeispielen 1 bis 13, bei dem jedes erste Batteriepack eine Nennspannung aufweist, die im Wesentlichen gleich oder größer als 7 Volt ist, jedoch kleiner als 14 Volt, und der Elektromotor eine Nennspannung hat, die im Wesentlichen gleich oder größer als 14 Volt ist.
15. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß den Ausführungsbeispielen 1 bis 14, bei dem jedes erste Batteriepack eine Nennspannung hat, die im Wesentlichen gleich oder größer als 18 Volt ist, jedoch kleiner als 36 Volt, und der Elektromotor eine Nennspannung hat, die im Wesentlichen gleich oder größer als 36 Volt ist.
16. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß den Ausführungsbeispielen 1 bis 15, bei dem jedes erste Batteriepack eine Nennspannung hat, die im Wesentlichen gleich 18 Volt ist, und der Elektromotor eine Nennspannung hat, die im Wesentlichen gleich 36 Volt ist.
17. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß den Ausführungsbeispielen 1 bis 16, bei dem jedes von der Mehrzahl von ersten Batteriepacks eine Mehrzahl von Lithiumionen-Zellen aufweist, die in Serie geschaltet sind.
18. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß den Ausführungsbeispielen 1 bis 17, bei dem jedes von der Mehrzahl von ersten Batteriepacks mindestens fünf Lithiumionen-Zellen aufweist, die in Serie geschaltet sind.
19. Elektrisches Kraftwerkzeug mit: einem Hauptkörper, der ein Werkzeug trägt, einem Elektromotor, der in dem Hauptkörper untergebracht und angepasst ist zum Antreiben des Werkzeugs; und einer Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen, die jeweils angepasst sind zum entfernbaren Aufnehmen eines entsprechenden ersten Batteriepacks und zum elektrischen Verbinden einer Mehrzahl von angebrachten ersten Batteriepacks in Serie mit dem Elektromotor, wobei jedes erste Batteriepack eine Nennspannung aufweist, die im Wesentlichen gleich oder größer als 18 Volt ist, jedoch kleiner als 36 Volt, und der Elektromotor eine Nennspannung hat, die im Wesentlichen gleich oder größer als 36 Volt ist.
20. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel 19, bei dem die Mehrzahl von ersten Batteriepacks mindestens fünf Lithiumionen-Zellen aufweisen, die in Serie geschaltet sind.
21. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel 20, bei dem die Mehrzahl von ersten Batteriepacks zehn Lithiumionen-Zellen aufweist, wobei fünf Paare von Lithiumionen-Zellen parallel geschaltet sind, und die fünf Paar von parallel geschalteten Lithiumionen-Zellen in Serie geschaltet sind.
22. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß den Ausführungsbeispielen 19 bis 21, bei dem das erste Batteriepack individuell als alleinige Leistungsquelle eines anderen elektrischen Werkzeugs verwendet werden kann.
23. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß den Ausführungsbeispielen 19 bis 21, bei dem die Mehrzahl der ersten Batterieschnittstellen integriert auf den Hauptkörper gebildet ist.
24. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß den Ausführungsbeispielen 19 bis 23, bei dem: die ersten Batterieschnittstellen auf einem abnehmbaren Adapter vorgesehen sind, der Hauptkörper eine zweite Batterieschnittstelle aufweist, die angepasst ist zum Aufnehmen eines zweiten Batteriepacks und zum elektrischen Verbinden des angebrachten zweiten Batteriepacks mit dem Motor, und der Adapter einen Verbinder aufweist, der angepasst ist zum entfernbaren Anbringen der zweiten Batterieschnittstelle, und die Mehrzahl der ersten Batteriepacks, die an der Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen angebracht sind, elektrisch innerhalb des Adapters mit dem Verbinder verbunden sind.
25. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel 24, bei dem der Adapter eine packseitige Einheit aufweist, die eine Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen aufweist, eine hauptkörperseitige Einheit, die den Verbinder aufweist, und ein elektrisches Kabel, das die packseitige Einheit mit der hauptkörperseitigen Einheit verbindet.
26. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß dem Ausführungsbeispiel 24 oder 25, bei dem das zweite Batteriepack eine Nennspannung hat, die im Wesentlichen gleich einer Summe der Nennspannungen der Mehrzahl von ersten Batteriepacks ist.
27. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß den Ausführungsbeispielen 24 bis 26, bei dem jede von den ersten Batterieschnittstellen angepasst ist zur Verhinderung des Anbringens des zweiten Batteriepacks, und die zweite Batterieschnittstelle angepasst ist zur Verhinderung des Anbringens des ersten Batteriepacks.
28. Elektrisches Kraftwerkzeug gemäß den Ausführungsbeispielen 19 bis 27, bei dem das Werkzeug einen Ventilator aufweist, und das elektrische Kraftwerkzeug ein Gebläse ist.
29. Ein Adapter zum Verbinden einer Mehrzahl von ersten Batteriepacks mit einem Hauptkörper eines elektrischen Kraftwerkezeugs, wobei der Hauptkörper des elektrischen Kraftwerkzeugs eine zweite Batterieschnittstelle aufweist, die angepasst ist zum entfernbaren Anbringen eines zweiten Batteriepacks und zum elektrischen Verbinden des zweiten Batteriepacks mit einem Elektromotor, der sich in dem Hauptkörper befindet, wobei der Adapter aufweist: eine Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen, die angepasst sind zum entfernbaren Anbringen einer Mehrzahl von ersten Batteriepacks, wobei die ersten Batterieschnittstellen verschieden sind von der zweiten Batterieschnittstelle; und einen Verbinder, das angepasst ist zum entfernbaren Anbringen der zweiten Batterieschnittstelle, wobei die Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen angepasst ist zur elektrischen Verbindung einer Mehrzahl von angebrachten ersten Batteriepacks in Serie mit dem Verbinder.
30. Adapter gemäß dem Ausführungsbeispiel 29, wobei der Adapter eine packseitige Einheit aufweist, die eine Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen hat, eine hauptkörperseitige Einheit mit dem Verbinder und ein elektrisches Kabel, das die packseitige Einheit mit der der hauptkörperseitigen Einheit verbindet.
31. Adapter gemäß dem Ausführungsbeispiel 29 oder 30, ferner mit einer Mehrzahl von visuellen Indikatoren, die auf einer Fläche des Adapters derart angeordnet sind, dass sie die gleiche oder im Wesentlichen die gleiche Ausstrahlungsrichtung haben, wobei die visuellen Indikatoren angepasst sind zur visuellen Anzeige entsprechender Batteriezustände der ersten Batteriepacks, die an den ersten Batteriepackschnittstellen angebracht sind.
32. Leistungsversorgungsschnittstelle für ein elektrisches Kraftwerkzeug, mit: einer erste und zweiten Batteriepackschnittstelle, die jeweils einen positiven Batterieeingangsanschluss, einen negativen Batterieeingangsanschluss und einen Batteriesteuerungseingangsanschluss aufweisen, und einer Steuerung, die angepasst ist zum Empfangen eines Autostopp-Signals von jedem Batteriesteuerungseingangsanschluss und zum elektrischen Trennen einer Last des Kraftwerkzeugs in Antwort auf den Empfang von mindestens einem Autostopp-Signal.
33. Leistungsversorgungsschnittstelle gemäß dem Ausführungsbeispiel 32, ferner mit einem ersten visuellen Indikator, der angepasst ist zum Wiederspiegeln eines Zustands eines Batteriepacks, das an der ersten Batteriepackschnittstelle angebracht ist, und einem zweiten visuellen Indikator, der angepasst ist zum Wiedergeben eines Zustands eines Batteriepacks, das an der zweiten Batteriepackschnittstelle angebracht ist, wobei die Steuerung ferner angepasst ist zum Aktivieren des ersten visuellen Indikators in Antwort auf das Empfangen eines Autostopp-Signals von dem Batteriesteuerungseingangsanschluss der ersten Batteriepackschnittstelle und zum Aktivieren des zweiten visuellen Indikators in Antwort auf das Empfangen eines Autostopp-Signals von dem Batteriesteuerungseingangsanschluss der zweiten Batteriepackschnittstelle.
34. Leistungsversorgungsschnittstelle gemäß dem Ausführungsbeispiel 33, bei dem der erste und zweite visuelle Indikator auf einer gemeinsamen Planaren Fläche angeordnet sind.
35. Leistungsversorgungsschnittstelle gemäß den Ausführungsbeispielen 32 bis 34, bei der der negative Anschluss der ersten Batteriepackschnittstelle in Serie geschaltet ist mit dem positiven Anschluss der zweiten Batteriepackschnittstelle.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2010-029505 [0001]
US 5028858 [0003, 0005, 0013]

Claims

Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) mit: einem Hauptkörper (102; 72), der ein Werkzeug trägt; einem Elektromotor (176; 76), der in dem Hauptkörper (102; 72) untergebracht und angepasst ist zum Antreiben des Werkzeugs; einer Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen (130; 230), die jeweils angepasst sind zum entfernbaren Aufnehmen eines ersten Batteriepacks (10) und zum elektrischen Verbinden einer Mehrzahl von angebrachten ersten Batteriepacks (10) in Serie mit dem Elektromotor (176; 76); und einer Mehrzahl von Indikatoren (160; 260), die jeweils angepasst sind zum Anzeigen von mindestens einem Zustand eines jeweiligen ersten Batteriepacks (10), das an dem Hauptkörper (102; 72) angebracht ist, wobei die Mehrzahl der Indikatoren (160; 260) mit der Mehrzahl der ersten Batterieschnittstellen (130; 230) integriert gebildet ist, und die Mehrzahl der Indikatoren (160; 260) derart angeordnet ist, dass sie von mindestens einer Richtung aus gleichzeitig betrachtbar sind.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) mit: einem Hauptkörper (102; 72), der ein Werkzeug trägt; einem Elektromotor (176; 76), der in dem Hauptkörper (102; 72) untergebracht und angepasst ist zum Antreiben des Werkzeugs; einer Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen (130; 230), die jeweils angepasst sind zum entfernbaren Aufnehmen eines ersten Batteriepacks (10) und zum elektrischen Verbinden einer Mehrzahl von angebrachten ersten Batteriepacks (10) in Serie mit dem Elektromotor (176; 76); und einer Mehrzahl von Indikatoren (160; 260), die jeweils angepasst sind zum Anzeigen von mindestens einem Zustand eines jeweiligen ersten Batteriepacks (10), das an dem Hauptkörper (102; 72) angebracht ist, wobei die Mehrzahl der Indikatoren (160; 260) derart angeordnet ist, dass sie von mindestens einer Richtung aus gleichzeitig betrachtbar sind,
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach Anspruch 2, bei dem die Mehrzahl der Indikatoren (160; 260) integriert mit der Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen (130; 230) gebildet sind.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100) nach Anspruch 2, bei dem die Mehrzahl der Indikatoren (160) auf einer oberen Fläche des Hauptkörpers (102) angeordnet ist.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Mehrzahl der ersten Batterieschnittstellen (130) und die Mehrzahl der Indikatoren (160) integriert auf dem Hauptkörper (102) gebildet sind.
Elektrisches Kraftwerkzeug (70) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem: die Mehrzahl der ersten Batterieschnittstellen (230) und die Mehrzahl der Indikatoren (260) auf einem abnehmbaren Adapter (200; 300) vorgesehen sind, der Hauptkörper (72) eine zweite Batterieschnittstelle (80) aufweist, die angepasst ist zum Aufnehmen eines zweiten Batteriepacks (30), das eine von dem ersten Batteriepack (10) verschiedene Eingriffsstruktur aufweist, und zum elektrischen Verbinden des angebrachten zweiten Batteriepacks (30) mit dem Motor (76), der Adapter (200; 300) einen Verbinder (220) aufweist, der angepasst ist zum entfernbaren Anbringen an der zweiten Batterieschnittstelle (80), und die Mehrzahl der ersten Batteriepacks (10), die an der Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen (230) angebracht sind, in dem Adapter (200; 300) elektrisch mit dem Anschlussteil (220) verbunden ist.
Elektrisches Kraftwerkzeug (70) nach Anspruch 6, bei dem der Adapter (200) eine packseitige Einheit (206) aufweist, die eine Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen (230) und die Mehrzahl von Indikatoren (260) aufweist, eine hauptkörperseitige Einheit (202), die den Verbinder (220) aufweist, und ein elektrisches Kabel (204), das die packseitige Einheit (206) mit der hauptkörperseitigen Einheit (202) verbindet.
Elektrisches Kraftwerkzeug (70) nach Anspruch 6 oder 7, bei dem das zweite Batteriepack (30) eine Nennspannung aufweist, die im Wesentlichen gleich einer Summe der Nennspannungen der Mehrzahl von ersten Batteriepacks (10) ist.
Elektrisches Kraftwerkzeug (70) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem jede von den ersten Batterieschnittstellen (230) angepasst ist zum Verhindern einer Anbringung des zweiten Batteriepacks (30), und die zweite Batterieschnittstelle (80) angepasst ist zum Verhindern des Anbringens des ersten Batteriepacks (10).
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem jeder von der Mehrzahl von Indikatoren (160; 260) mindestens einen Ladezustand des entsprechenden ersten Batteriepacks (10) anzeigt.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem jeder von der Mehrzahl von Indikatoren (160; 260) anzeigt, ob der Ladezustand des entsprechenden ersten Batteriepacks (10) unter einen vorbestimmten Schwellenwert gefallen ist, wodurch angezeigt wird, dass das entsprechende erste Batteriepack (10) geladen werden muss.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem jeder von der Mehrzahl von Indikatoren (160; 260) mindestens zwei Ladezustandsniveaus des entsprechenden ersten Batteriepacks (10) anzeigt.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem jedes von der Mehrzahl von ersten Batteriepacks (10) in der Lage ist, individuell als alleinige Leistungsquelle eines anderen elektrischen Werkzeugs (50) verwendet zu werden.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem jedes von der Mehrzahl von ersten Batteriepacks (10) einen Verschluss (12) enthält, der angepasst ist zum Eingriff an eine entsprechende Eingriffsstruktur, die auf oder nahe der entsprechenden ersten Batterieschnittstelle (130; 230) definiert ist.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem jedes von der Mehrzahl von ersten Batteriepacks angepasst ist zum gleitenden Eingreifen in die entsprechende Batterieschnittstelle (130; 230).
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem die Mehrzahl von ersten Batterieschnittstellen (130; 230) angepasst ist zur entsprechenden Aufnahme der Mehrzahl von ersten Batteriepacks (10) in der gleichen Richtung.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem jedes erste Batteriepack (10) eine Nennspannung aufweist, die im Wesentlichen gleich oder größer als 7 Volt ist, jedoch kleiner als 14 Volt, und der Elektromotor eine Nennspannung aufweist, die im Wesentlichen gleich oder größer als 14 Volt ist.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem jedes erste Batteriepack eine Nennspannung von im Wesentlichen gleich oder größer als 18 Volt aufweist, jedoch kleiner als 36 Volt, und der Elektromotor eine Nennspannung aufweist, die im Wesentlichen gleich oder größer als 36 Volt ist.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem jedes erste Batteriepack eine Nennspannung aufweist, die im Wesentlichen gleich 18 Volt ist, und der Elektromotor eine Nennspannung aufweist, die im Wesentlichen gleich 36 Volt ist.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem jedes von der Mehrzahl von ersten Batteriepacks eine Mehrzahl von Lithiumionenzellen aufweist, die in Serie geschaltet sind.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100; 70) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem jedes von der Mehrzahl von ersten Batteriepacks mindestens 5 Lithiumionenzellen aufweist, die in Serie geschaltet sind.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100) mit: einem Hauptkörper (102), der angepasst ist zum Abstützen eines Werkzeugs, einem Elektromotor (76), der in dem Hauptkörper (102) vorgesehen und angepasst ist zum Antreiben des Werkzeugs, mindestens zwei Batterieschnittstellen (130), wobei jede Batterieschnittstelle (130) angepasst ist zum entfernbaren Aufnehmen eines Batteriepacks (10), einem Griff, der auf einer oberen Fläche des Hauptkörpers (102) gebildet ist, einem Hauptschalter (108), der auf dem Griff vorgesehen ist, wobei das Werkzeug in Antwort auf die Betätigung des Hauptschalters (108) angetrieben wird, mindestens zwei Indikatoren (160), die jeweils angepasst sind zum Anzeigen eines Ladezustands des entsprechenden an dem Hauptkörper (102) angebrachten Batteriepacks (10), wobei die mindestens zwei Indikatoren auf der oberen Fläche des Hauptkörpers (102) derart vorgesehen sind, dass sie von mindestens einer Richtung aus gleichzeitig betrachtbar sind.
Elektrisches Kraftwerkzeug (100) nach Anspruch 22, bei dem die mindestens zwei Indikatoren (160) mindestens zwei Ladezustandsleveln des entsprechenden Batteriepacks (10) anzeigen.