EP2535149A2 - Elektrisches Arbeitsgerät mit einer elektrischen Maschine, insbesondere ein handgeführtes Elektrowerkzeug - Google Patents
Elektrisches Arbeitsgerät mit einer elektrischen Maschine, insbesondere ein handgeführtes Elektrowerkzeug Download PDFInfo
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- EP2535149A2 EP2535149A2 EP12163741A EP12163741A EP2535149A2 EP 2535149 A2 EP2535149 A2 EP 2535149A2 EP 12163741 A EP12163741 A EP 12163741A EP 12163741 A EP12163741 A EP 12163741A EP 2535149 A2 EP2535149 A2 EP 2535149A2
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- B25F5/02—Construction of casings, bodies or handles
Definitions
- the invention relates to an electrical implement with an electric machine, in particular a hand-held power tool, according to the preamble of claim 1.
- Electrical tools are used in a wide variety of applications and under various environmental conditions. Depending on the application, it is known that either battery-operated or mains-powered tools are preferred. If, for example, there is no mains connection for connecting the working device to a power supply network or if a certain manageability of the working device is required, then a power supply by means of a battery is used. However, due to its capacity and limited capacity, the battery limits the maximum performance of the implement as well as the maximum achievable duration of use. In contrast, the network operation provides a generally unlimited duration of use with a higher level of performance, but is bound to an availability of a network connection and to a perceived in many situations by a user as disturbing power cord. Also, a radius of use is limited by a maximum available length of the power cord.
- electrical tools are known from the prior art, which are designed both for a battery operation and a network operation and for this purpose have a battery and an additional power connector. According to a given situation and the respective wishes of the user can be selected between the two modes and the associated power source can be used.
- the DE 10 2007 025 625 A1 describes a corresponding hand-held implement, in particular a vacuum cleaner, with an electric drive motor and a power supply device for powering the electric drive motor.
- the power supply device comprises a power plug for connection to an external power source and a detachably connected battery pack.
- the arrangement is characterized in that the power supply of the electric drive motor either via the battery pack or the power plug - ie the external power source - takes place. This allows an optional operation of the hand-held implement in the known network operation or in battery-powered battery operation. A simultaneous power supply by means of the battery and the external power source is thus excluded.
- the hand-held implement offers the possibility to not only operate the electric drive motor when connecting the implement to the external power source via the electrical power plug, but also to recharge the battery pack. This is achieved by a circuit in which the battery pack is connected in parallel to the internal electrical lines, via which the drive motor is supplied with electrical energy. The charging of the battery pack can be done independently of the operation of the electric drive motor.
- the object of the invention is therefore to provide an electrical working device which eliminates or at least reduces the disadvantages described above, in particular allows a simplified circuit arrangement and ensures safe operation by a secure change between mains and battery operation while compact as possible design.
- an electrical implement is provided with an electric machine for driving the implement and a power supply device for powering the electric machine, wherein the power supply device a battery for powering the electric machine in a battery operation of the implement and a power connector for connecting the electrical implement to an external power source in a network operation.
- the power supply device is also designed such that the battery also provides power to the power supply of the electrical machine in the network operation.
- an electric working device is to be understood as meaning all electrically operated working devices which permit battery operation and mains operation, in particular all hand-held working devices, such as, for example, drills, hammer drills, saws, grinding machines and the like.
- the electrical working device also has a battery and a mains connection for operating the electrical implement in a battery-independent battery operation and a network-based network operation, but in both modes - ie both in battery mode and according to the invention in network operation - the drive of the electrical equipment by the Battery powered.
- the battery therefore also provides electrical power for operation of the electrical equipment in mains operation.
- the power supply device is designed such that the battery in the network operation simultaneously to the power supply of the electrical machine can be supplied with power from the external power source via the mains connection.
- the power supply device may be connected such that in the network operation, if necessary, more electrical energy is supplied to the battery via the power plug, as is taken for the operation of the electrical machine simultaneously from this.
- the battery can be charged during operation in addition, if there is a need for this. This is given, for example, when the battery has already been discharged. It can then be activated network operation, so that a further operation of the electric machine is made possible while charging the battery. In this way, you can dispense with a second battery for replacement or an additional external battery charger.
- the power supply device may be configured such that charging of the battery only takes place in a switched-off state of the working machine.
- an additional second power supply of the electric machine via the mains connection in addition to the power supply of the electrical machine by means of the battery, an additional second power supply of the electric machine via the mains connection.
- a serving for the operation of the electric machine power is thus composed of a portion to be taken from the battery and a stemming from the power grid share, so that an achievable amperage added to a higher available value than is possible solely by means of the battery.
- the electrical machine is thus, as described, simultaneously powered by two power sources - the battery and the power grid.
- a particularly small and compact power supply can be achieved if the power supply is only dimensioned to support the battery.
- the power supply and the battery are also connected in series, and the amount of power contributed by the power supply is merely designed to support battery power to extend its life.
- the power supply can then operate without the current share of the battery, the electric machine.
- the power supply supplies a current of 8A.
- the battery has to contribute 2A to start the electric machine.
- the runtime is significantly higher than when the battery alone has to provide for the power supply.
- the battery can compensate for additional power peaks. If, for example, 16A is needed in the meantime, the battery can contribute the missing part of the current share of the power supply.
- the battery acts as a buffer in this case.
- the stated numerical values can be selected as desired, adapted to the respective machine.
- An electric machine in the sense of this invention is a machine known in power engineering and represents an energy converter which converts electrical energy into mechanical energy.
- the electric machine may accordingly comprise an electric motor.
- the electric machine may also comprise a linear electric motor for providing a translational movement.
- the power supply device comprises a charging device for charging the battery via the mains connection, wherein the charging device is arranged in the interior of a housing of the working device.
- the charging device is arranged in the electrical working device and is not designed as an external power supply, which is only connected via a power cable to the electrical device.
- This offers the advantage that a structural unit is provided so that the electrical implement is easier to handle and a user do not have to worry about a separate power supply.
- the charging device is thus always available and can not be lost.
- a weight of the electric working device can be increased, whereby vibrations in the operation of the electric working device can be damped.
- the above-described possibility of reducing the power supply by means of the proposed circuit in its size has an advantageous effect.
- the charging device is arranged in the effective range of a forced cooling of the electrical equipment.
- Such forced cooling in electrical equipment is usually provided in the area of the electrical machine or in the area of other heating components for their cooling.
- the cooling can therefore also be used for the charging device to dissipate a heat generated during operation of the charging device.
- the battery is detachably connected to a housing of the electrical implement.
- the battery can be detachably arranged either inside the housing or also on the housing of the electrical implement.
- the battery of a housing portion of the electrical equipment is at least partially arcuately spanned to protect the battery. Since a battery despite a usually encapsulated construction a shock and represents heat-sensitive element and in particular a strong stress on connecting elements and contacts of the battery can occur to the electrical implement in shocks, the battery is inventively arranged such that the described housing portion at least partially spans the battery.
- the housing forms in this way a protective bar, which can protect the battery and its connecting elements from shocks.
- the battery may also be arranged in spatial proximity to a line of action of the implement, so that a net mass of the battery dampens vibrations of the implement during operation.
- a line of action is defined, for example, by a direction of action of the electrical implement and describes that main direction in which machining in the workpiece to be machined is to take place mainly.
- the line of action is thus directed along the implement or along a drilling axis or an output shaft. If the battery is arranged close to this line of action, a mass to be excited is locally increased and occurring oscillations are damped or at least natural vibration frequencies are shifted in such a way that the occurring excitation frequencies deviate therefrom.
- the battery may be located both near the line of action and extending therefrom. This additionally makes it possible to provide a mass-laden lever arm, which additionally contributes to the damping of rotational irregularities or torsional vibrations.
- the battery can be removed in a direction directed laterally to a line of action of the electrical implement.
- This offers the advantage that an arrangement of Battery is made possible, which requires no accessibility from a critical side, in particular from a bottom of the electrical equipment. Since in particular an underside of the implement is subjected to increased shock and force effects in an insert, the battery can be protected by a corresponding configuration of the housing in this area, so that the battery is arranged protected.
- a circuit arrangement according to the invention of a power supply device 10 is shown for an electrical implement.
- the power supply device 10 includes a power supply 11, which is connected via a power cable 12 to an external power grid for feeding electrical energy in a network operation.
- a charging device 15 and a battery 13 are connected in series with the power supply 11.
- a motor 14 of the electrical implement is in turn connected in parallel to the battery 13 and thus in series with the power supply 11. This provides, inter alia, the possibility of a compact design of the implement or the corresponding section of the implement, in which the power supply device 10 is arranged.
- the power supply 11 11 connected batteries 13 Because of in series too the power supply 11 11 connected batteries 13 always flows a current - ie both in network operation and in battery mode - on the battery 13. An operation of the implement is therefore not possible when the battery is removed.
- the power supply 11 can deliver a first portion of the current used in the motor 14. A second portion of the current used is removed from the battery 14.
- the motor 15 is supplied in a hybrid operation with simultaneous battery and mains operation from both power sources, so that add the current components to a total current at the desired height.
- the power supply unit supplies, for example, a current share of 8A, then the 10A required for normal operation can be provided by a contribution of the battery in the amount of 2A.
- the battery can also provide higher currents.
- Fig. 2 shows a lateral schematic sectional view of an inventive device 20 shown as a hammer drill.
- the internal structure of the implement 20 is shown only schematically and related to the aspects relevant to the invention.
- the implement 20 comprises a housing 21 with a pistol grip-shaped first handle portion 22 and a second handle portion 23.
- a drive motor 24 is arranged, which has an output shaft 25 drives.
- the output shaft 25 defines a line of action W of the implement 20.
- a power supply device 26 including a control circuit 26 which provides electric power to the drive motor 24 for conversion to mechanical rotational energy.
- the current is taken both in a battery operation of the working device 20 and in a network operation from a laterally arranged on the second handle portion of battery 27 of the power supply device 26 and supplied to the drive motor 24 via the control circuit 26a.
- the battery is supplied by a mains connection 28, which connects the working device 20 to an external power supply (not shown).
- the housing of the working device 20 by means of the curved first handle portion 22 and the second handle portion 23 is a substantially D-shaped housing shape of the housing 21.
- the battery 27 arranged such that it is enclosed by the housing 21 arcuately or spanned.
- the battery 27 is thus completely surrounded with respect to the illustrated image plane of the housing and thus protected from shocks and other forces.
- the battery 27 is detachably arranged on the second handle portion 23 and can be removed in a particularly simple manner laterally from the housing 21 (here: perpendicular to the image plane).
- the battery 27 is moreover preferably arranged with an upper end 27a near the line of action W and makes a contribution to the reduction of vibrations due to its own mass of the implement. Furthermore, it is oriented such that the battery 27 extends away from the line of action W and thus counteracts and dampens torsional vibrations due to its own mass.
- a forced cooling K of the implement is exemplified. This can of course also be carried out in another suitable manner.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein elektrisches Arbeitsgerät mit einer elektrischen Maschine, insbesondere ein handgeführtes Elektrowerkzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Elektrische Arbeitsgeräte kommen in unterschiedlichsten Arbeitsgebieten und unter verschiedenartigen Umgebungsbedingungen zum Einsatz. Je nach Anwendung werden bekanntermaßen entweder akkubetriebene oder netzbetriebene Arbeitsgeräte bevorzugt. Steht beispielsweise kein Netzanschluss zum Verbinden des Arbeitsgerätes mit einem Stromnetz zur Verfügung oder wird eine gewisse Handlichkeit des Arbeitsgerätes gefordert, so wird auf eine Stromversorgung mittels eines Akkus zurückgegriffen. Der Akku begrenzt jedoch aufgrund seiner Leistungsfähigkeit und begrenzten Kapazität eine maximale Leistung des Arbeitsgerätes sowie eine maximal erzielbare Einsatzdauer. Demgegenüber stellt der Netzbetrieb eine prinzipiell unbeschränkte Einsatzdauer mit einem höheren Leistungsniveau zur Verfügung, ist jedoch an eine Verfügbarkeit eines Netzanschlusses sowie an ein in vielen Situationen von einem Benutzer als störend empfundenes Netzkabel gebunden. Auch ist ein Einsatzradius durch eine maximal verfügbare Länge des Netzkabels begrenzt.
- Aus dem Stand der Technik sind daher elektrische Arbeitsgeräte bekannt, die sowohl für einen Akkubetrieb als auch einen Netzbetrieb ausgebildet sind und hierzu einen Akku sowie einen zusätzlichen Netzanschluss aufweisen. Entsprechend einer jeweiligen Gegebenheit und den jeweiligen Wünschen des Benutzers kann zwischen beiden Betriebsarten gewählt und die zugehörige Stromquelle genutzt werden.
- Die
DE 10 2007 025 625 A1 beschreibt ein entsprechendes handgeführtes Arbeitsgerät, insbesondere einen Staubsauger, mit einem elektrischen Antriebsmotor und einer Stromversorgungseinrichtung zur Stromversorgung des elektrischen Antriebsmotors. Die Stromversorgungseinrichtung umfasst einen Netzstecker zum Anschluss an eine externe Stromquelle sowie ein lösbar verbundenes Akkupack. Die Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Stromversorgung des elektrischen Antriebmotors entweder über das Akkupack oder den Netzstecker - d.h. die externe Stromquelle - erfolgt. Dies erlaubt einen wahlweisen Betrieb des handgeführten Arbeitsgerätes im bekannten Netzbetrieb oder im netzunabhängigen Akkubetrieb. Eine gleichzeitige Stromversorgung mittels des Akkus und der externen Stromquelle ist somit ausgeschlossen. - Des Weiteren bietet das handgeführte Arbeitsgerät die Möglichkeit, bei einem Anschluss des Arbeitsgeräts an die externe Stromquelle über den elektrischen Netzstecker nicht nur den elektrischen Antriebsmotor zu betreiben, sondern auch das Akkupack wieder aufzuladen. Dies wird erzielt durch eine Schaltung, bei der das Akkupack parallel zu den internen elektrischen Leitungen geschaltet ist, über die der Antriebsmotor mit elektrischer Energie versorgt wird. Die Aufladung des Akkupacks kann unabhängig vom Betrieb des elektrischen Antriebsmotors erfolgen.
- Als nachteilig erweist sich bei dem bekannten handgeführten Arbeitsgerät jedoch, dass für einen derartigen wahlweisen Betrieb die entsprechende Schaltung sowohl für eine Hochspannung des Netzbetriebs als auch eine Niederspannung des Akkubetriebs ausgelegt werden muss. Diese Ausführungsform stellt sich insbesondere bei kompakten Arbeitsgeräten, wie beispielsweise einem Bohrhammer, einer Bohrmaschine oder ähnlichen Geräten, aufgrund eines beschränkten Platzangebotes der kompakten Bauweise dieser Geräte als Nachteil dar und ist daher bei diesen Geräten nur schwer zu realisieren. Des Weiteren bereitet ein Übergang von einem Netzbetrieb in einen Akkubetrieb in der Regel gewisse Schwierigkeiten. Befindet sich das elektrische Arbeitsgerät in dem Netzbetrieb und fällt die Stromversorgung über das Stromnetz aus, beispielsweise bei Aktivierungen einer Sicherung in einem Stromnetz bzw. Stromkreis, oder im Falle von unabsichtlich abgezogenen Netzsteckern oder durchtrennten Stromleitungen, so kann in der Regel nicht ohne eine Verzögerung auf einen Akkubetrieb gewechselt werden.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher ein elektrisches Arbeitsgerät bereitzustellen, welches die voranstehend beschriebenen Nachteile beseitigt oder zumindest reduziert, insbesondere eine vereinfachte Schaltungsanordnung erlaubt und einen sicheren Betrieb durch einen sicheren Wechsel zwischen Netz- und Akkubetrieb bei gleichzeitig möglichst kompakter Bauform sicherstellt.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein elektrisches Arbeitsgerät gemäß Patentanspruch 1.
- Demnach wird ein elektrisches Arbeitsgerät mit einer elektrischen Maschine zum Antrieb des Arbeitsgerätes und einer Stromversorgungsvorrichtung zur Stromversorgung der elektrischen Maschine bereitgestellt, wobei die Stromversorgungsvorrichtung einen Akku zur Stromversorgung der elektrischen Maschine in einem Akkubetrieb des Arbeitsgerätes und einen Netzanschluss zum Anschluss des elektrischen Arbeitsgerätes an eine externe Stromquelle in einem Netzbetrieb umfasst. Die Stromversorgungsvorrichtung ist außerdem derart ausgebildet, dass der Akku auch in dem Netzbetrieb Strom zur Stromversorgung der elektrischen Maschine bereitstellt.
- Unter einem elektrischen Arbeitsgerät sind im Rahmen dieser Beschreibung alle elektrisch betriebenen Arbeitsgeräte zu verstehen, die einen Akkubetrieb und einen Netzbetrieb erlauben, insbesondere alle handgeführten Arbeitsgeräte, wie beispielsweise Bohrmaschinen, Bohrhammer, Sägen, Schleifmaschinen und dergleichen.
- Das erfindungsgemäße elektrische Arbeitsgerät weist zwar ebenfalls einen Akku und einen Netzanschluss zum Betrieb des elektrischen Arbeitsgerätes in einem netzunabhängigen Akkubetrieb und einem netzgebundenen Netzbetrieb auf, doch wird in beiden Betriebsarten - also sowohl im Akkubetrieb als auch erfindungsgemäß im Netzbetrieb - der Antrieb des elektrischen Arbeitsgerätes durch den Akku mit Strom versorgt. Der Akku stellt also auch im Netzbetrieb elektrische Energie für den Betrieb des elektrischen Arbeitsgerätes zur Verfügung.
- Dies bedeutet, dass eine entsprechende Schaltung zur Leitung der elektrischen Energie nicht für unterschiedliche Betriebsmodi ausgebildet zu sein braucht, wodurch eine deutliche Vereinfachung der Schaltung ermöglicht wird. Dies wird erfindungsgemäß durch eine Schaltung erzielt, bei der die beiden Stromquellen - Netzanschluss und Akku - in Reihe verschaltet sind, anstatt einer parallelen Verschaltung dieser Elemente. Die elektrische Maschine kann beispielsweise parallel zu dem Akku geschaltet sein.
- Entsprechend einer Ausführungsform ist die Stromversorgungsvorrichtung derart ausgebildet, dass der Akku in dem Netzbetrieb gleichzeitig zu der Stromversorgung der elektrischen Maschine über den Netzanschluss mit Strom von der externen Stromquelle versorgt werden kann.
- Dies bedeutet, dass mittels des Netzanschlusses elektrische Energie in den in Reihe geschalteten Akku eingeleitet wird. Von dort kann die elektrische Energie wiederum zur Stromversorgung der elektrischen Maschine eingesetzt werden. Auf diese Weise kann im Netzbetrieb ein Leerlaufen des Akkus verhindert und somit eine begrenzte Kapazität des Akkus für eine prinzipiell unbeschränkte Einsatzdauer ausgeglichen werden. Der Akku wirkt also zusätzlich auch als Puffer, so dass das elektrische Arbeitsgerät weiter betrieben werden kann, wenn keine Stromversorgung aus dem Stromnetz erfolgt, da der Strom stets aus dem Akku entnommen wird. Somit bleibt ein Übergang zwischen Netz- und Akkubetrieb mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ohne einen Einfluss auf einen aktuellen Betrieb, insbesondere ohne Drehzahlschwankungen oder dergleichen.
- Darüber hinaus kann die Stromversorgungsvorrichtung derart geschaltet sein, dass im Netzbetrieb bei Bedarf mehr elektrische Energie über den Netzstecker dem Akku zugeführt wird, als für den Betrieb der elektrischen Arbeitsmaschine gleichzeitig aus diesem entnommen wird. Auf diese Weise kann der Akku im laufenden Betrieb zusätzlich aufgeladen werden, falls hierzu ein Bedarf besteht. Dieser ist beispielsweise gegeben, wenn der Akku bereits entladen wurde. Es kann dann der Netzbetrieb aktiviert werden, so dass ein weiterer Betrieb der elektrischen Arbeitsmaschine ermöglicht wird und gleichzeitig ein Laden des Akkus erfolgt. Auf diese Weise kann auf einen zweiten Akku zum Austausch oder ein zusätzliches externes Ladegerät für den Akku verzichtet werden.
- Alternativ kann die Stromversorgungsvorrichtung derart ausgestaltet sein, dass ein Laden des Akkus nur in einem ausgeschalteten Zustand der Arbeitsmaschine erfolgt.
- Gemäß einer weiteren Ausführungsform erfolgt im Netzbetrieb zusätzlich zu der Stromversorgung der elektrischen Maschine mittels des Akkus eine zusätzliche zweite Stromversorgung der elektrischen Maschine über den Netzanschluss. Ein für den Betrieb der elektrischen Maschine dienender Strom setzt sich also aus einem dem Akku zu entnehmenden Anteil und einem aus dem Stromnetz stammenden Anteil zusammen, so dass sich eine erzielbare Stromstärke auf einen höheren verfügbaren Wert addiert, als dies allein mittels des Akkus möglich ist.
- In diesem Fall wird die elektrische Maschine also, wie beschrieben, gleichzeitig von zwei Stromquellen - dem Akku und dem Stromnetz - gespeist.
- Dies erlaubt ein Netzteil für das Arbeitsgerät vorzusehen, das im Vergleich zu einem Gerät mit einer parallelen Verschaltung deutlich kleiner und kompakter ausgeführt ist. Ein kleineres Netzteil ermöglicht zudem eine Gewichtsreduzierung, die sich wiederum positiv auf eine Handlichkeit und Handhabbarkeit auswirkt.
- Ein besonders kleines und kompaktes Netzteil kann erzielt werden, wenn das Netzteil lediglich zur Unterstützung des Akkus dimensioniert ist. In diesem Fall ist das Netzteil und der Akku ebenfalls in Reihe geschaltet und der von dem Netzteil beigesteuerte Stromanteil ist lediglich derart ausgelegt, dass ein Strom des Akkus unterstützt wird, um dessen Laufzeit zu verlängern. Das Netzteil kann dann jedoch ohne den Stromanteil des Akkus die elektrische Maschine nicht betreiben. Lediglich als beispielhafte Zahlenwerte zur besseren Verständlichkeit wird vorgeschlagen, dass das Netzteil einen Strom von 8A liefert. Benötigt die elektrische Maschine dagegen 10A so muss der Akku 2A beisteuern, um die elektrische Maschine in Gang zu setzen. Jedoch ist die Laufzeit deutlich höher als wenn der Akku allein für die Stromversorgung sorgen muss. Darüber hinaus kann der Akku zum Ausgleich von zusätzlichen Stromspitzen sorgen. Werden also beispielsweise zwischenzeitlich 16A benötigt, kann der Akku den zu dem Stromanteil des Netzteils fehlenden Anteil beisteuern. Der Akku wirkt in diesem Fall als Puffer. Die genannten Zahlenwerte können selbstverständlich beliebig, der jeweiligen Arbeitsmaschine angepasst ausgewählt werden.
- Eine elektrische Maschine im Sinne dieser Erfindung ist eine in der Energietechnik bekannte Maschine und stellt einen Energiewandler dar, welcher elektrische Energie in mechanische Energie wandelt. Beispielsweise kann die elektrische Maschine demnach einen Elektromotor umfassen. Selbstverständlich kann die elektrische Maschine ebenso einen elektrischen Linearmotor zur Bereitstellung einer translatorischen Bewegung umfassen.
- Vorzugsweise umfasst die Stromversorgungsvorrichtung eine Aufladevorrichtung zum Aufladen des Akkus über den Netzanschluss, wobei die Aufladevorrichtung im Inneren eines Gehäuses des Arbeitsgeräts angeordnet ist.
- Dies bedeutet, dass die Aufladevorrichtung in dem elektrischen Arbeitsgerät angeordnet und nicht als externes Netzteil ausgebildet ist, welches lediglich über ein Netzkabel mit dem elektrischen Gerät verbunden ist. Dies bietet den Vorteil, dass eine bauliche Einheit bereitgestellt wird, so dass das elektrische Arbeitsgerät leichter zu handhaben ist und ein Nutzer nicht auf ein separates Netzteil achten muss. Des Weiteren ist die Aufladevorrichtung somit stets verfügbar und kann nicht abhandenkommen. Zusätzlich kann somit ein Gewicht des elektrischen Arbeitsgeräts erhöht werden, wodurch Vibrationen im Betrieb des elektrischen Arbeitsgerätes gedämpft werden können. Vorteilhaft wirkt sich hierzu die voranstehend beschriebene Möglichkeit aus, das Netzteil mittels der vorgeschlagenen Schaltung in seiner Größe zu reduzieren.
- Gemäß einer anderen Ausführungsform ist die Aufladevorrichtung im Wirkbereich einer Zwangskühlung des elektrischen Arbeitsgerätes angeordnet.
- Eine derartige Zwangskühlung in elektrischen Arbeitsgeräten ist üblicherweise im Bereich der elektrischen Maschine oder im Bereich von anderen sich erhitzenden Bauteilen zu deren Kühlung vorgesehen. Mittels einer geeigneten Anordnung kann die Kühlung also auch für die Aufladevorrichtung genutzt werden, um eine im Betrieb erzeugte Hitzeentwicklung der Aufladevorrichtung abzuführen.
- Vorzugsweise ist der Akku lösbar mit einem Gehäuse des elektrischen Arbeitsgeräts verbunden. Dies bietet die Möglichkeit einen defekten oder leeren Akku bei Bedarf auf einfache Weise auszutauschen oder den Akku zum Laden in einem externen Ladegerät zu entnehmen. Der Akku kann hierzu entweder innerhalb des Gehäuses oder auch an dem Gehäuse des elektrischen Arbeitsgeräts lösbar angeordnet sein.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Akku von einem Gehäuseabschnitt des elektrischen Arbeitsgerätes zumindest teilweise bogenförmig zum Schutz des Akkus umspannt. Da ein Akku trotz eines in der Regel gekapselten Aufbaus ein stoß-und hitzeempfindliches Element darstellt und insbesondere bei Stößen eine starke Belastung auf Verbindungselemente und Kontaktierungen des Akkus zu dem elektrischen Arbeitsgerät auftreten können, wird der Akku erfindungsgemäß derart angeordnet, dass der beschriebene Gehäuseabschnitt den Akku zumindest teilweise umspannt. Das Gehäuse bildet auf diese Weise einen Schutzbügel, welcher den Akku und dessen Verbindungselemente vor Stößen schützen kann.
- Beispielsweise kann der Akku außerdem in räumlicher Nähe zu einer Wirkungslinie des Arbeitsgeräts angeordnet sein, so dass eine Eigenmasse des Akkus im Betrieb entstehende Vibrationen des Arbeitsgeräts dämpft. Eine Wirkungslinie wird beispielsweise durch eine Wirkrichtung des elektrischen Arbeitsgerätes definiert und beschreibt jene Hauptrichtung in der in dem zu bearbeitenden Werkstück eine Bearbeitung hauptsächlich erfolgen soll. Im beispielhaften Falle einer Bohrmaschine, eines Bohrhammers oder eines Schleifers ist die Wirkungslinie also längs des Arbeitsgerätes bzw. entlang einer Bohrachse bzw. einer Abtriebswelle gerichtet. Wird der Akku nahe dieser Wirkungslinie angeordnet, so wird eine anzuregende Masse lokal erhöht und auftretende Schwingungen gedämpft oder zumindest Eigenschwingungsfrequenzen derart verschoben, dass die auftretenden Anregungsfrequenzen hiervon abweichen. Zusätzlich kann der Akku sowohl nahe der Wirkungslinie als auch sich hiervon weg erstreckend angeordnet werden. Dies ermöglicht zusätzlich die Bereitstellung eines massebehafteten Hebelarms, der zusätzlich zur Dämpfung von Drehungleichförmigkeiten bzw. Drehschwingungen beiträgt.
- Des Weiteren kann der Akku in einer seitlich zu einer Wirklinie des elektrischen Arbeitsgerätes gerichteten Richtung entnehmbar sein. Dies bietet den Vorteil, dass eine Anordnung des Akkus ermöglicht wird, die keine Zugänglichkeit von einer kritischen Seite, insbesondere von einer Unterseite, des elektrischen Arbeitsgerätes erfordert. Da insbesondere eine Unterseite des Arbeitsgerätes in einem Einsatz verstärkt Stoß- und Krafteinwirkungen ausgesetzt ist, kann der Akku durch eine entsprechende Ausgestaltung des Gehäuses in diesem Bereich geschützt werden, so dass der Akku geschützt angeordnet ist.
- Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Darin zeigen:
-
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung einer Stromversorgungsvorrichtung für ein elektrisches Arbeitsgerät und -
Fig. 2 eine seitliche schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Arbeitsgeräts. - In
Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung einer Stromversorgungsvorrichtung 10 für ein elektrisches Arbeitsgerät dargestellt. Die Stromversorgungsvorrichtung 10 umfasst ein Netzteil 11, welches über ein Netzkabel 12 mit einem externen Stromnetz zur Einspeisung von elektrischer Energie in einem Netzbetrieb verbunden ist. In Reihe zu dem Netzteil 11 sind eine Aufladevorrichtung 15 und ein Akku 13 geschaltet. Ein Motor 14 des elektrischen Arbeitsgerätes ist seinerseits parallel zu dem Akku 13 und somit in Reihe zu dem Netzteil 11 geschaltet. Dies bietet unter anderem die Möglichkeit einer kompakten Bauweise des Arbeitsgerätes bzw. des entsprechenden Abschnittes des Arbeitsgerätes, in welchem die Stromversorgungsvorrichtung 10 angeordnet ist. Aufgrund des in Reihe zu dem Netzteil 11 geschalteten Akkus 13 fließt ein Strom immer - also sowohl im Netzbetrieb als auch im Akkubetrieb - über den Akku 13. Ein Betrieb des Arbeitsgerätes ist daher nicht möglich, wenn der Akku entnommen ist. - Um die Stromversorgungsvorrichtung so klein wie möglich auszubilden und in ein kleines Arbeitsgerät verbauen zu können, kann beispielsweise das Netzteil 11 einen ersten Anteil des in dem Motor 14 eingesetzten Stroms liefern. Ein zweiter Anteil des eingesetzten Stroms wird dem Akku 14 entnommen. Somit wird der Motor 15 in einem Hybridbetrieb mit gleichzeitigem Akku-und Netzbetrieb aus beiden Stromquellen versorgt, so dass sich die Stromanteile zu einem Gesamtstrom in der gewünschten Höhe addieren. Liefert also das Netzteil beispielsweise einen Stromanteil von 8A, so können die für einen Normalbetrieb erforderlichen 10A durch einen Beitrag des Akkus in Höhe von 2A bereitgestellt werden. JE nach Betriebsfall kann der Akku auch höhere Ströme zur Verfügung stellen.
- Darüber hinaus erlaubt die dargestellte Anordnung der einzelnen Elemente, dass der Akku 14 als Puffer wirkt, falls es zu einer Unterbrechung der Stromversorgung über das Netzteil 11 kommt.
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Fig. 2 zeigt eine seitliche schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen, als Bohrhammer dargestellten Arbeitsgeräts 20. Der innere Aufbau des Arbeitsgerätes 20 ist lediglich schematisch und auf die erfindungsrelevanten Aspekte bezogen dargestellt. Das Arbeitsgerät 20 umfasst ein Gehäuse 21 mit einem pistolengriffförmigen ersten Griffabschnitt 22 und einem zweiten Griffabschnitt 23. Innerhalb des zweiten Griffabschnitts 23 ist ein Antriebsmotor 24 angeordnet, der eine Abtriebswelle 25 antreibt. Die Abtriebswelle 25 definiert eine Wirkungslinie W des Arbeitsgeräts 20. Des Weiteren ist in dem zweiten Griffabschnitt 23 eine Stromversorgungsvorrichtung 26 umfassend eine Steuerschaltung 26 angeordnet, die dem Antriebsmotor 24 elektrische Energie bzw. Strom zur Umwandlung in mechanische Rotationsenergie bereitstellt. Der Strom wird sowohl in einem Akkubetrieb des Arbeitsgeräts 20 als auch in einem Netzbetrieb aus einem seitlich an dem zweiten Griffabschnitt angeordneten Akku 27 der Stromversorgungsvorrichtung 26 entnommen und über die Steuerschaltung 26a dem Antriebsmotor 24 zugeführt. Um in dem Netzbetrieb ausreichend elektrische Energie in prinzipiell unbeschränktem Umfang bereitstellen zu können, erfolgt eine Speisung des Akkus durch einen Netzanschluss 28, der das Arbeitsgerät 20 mit einem externen Stromnetz (nicht dargestellt) verbindet. - Gemäß der dargestellten Ausführungsform bildet das Gehäuse des Arbeitsgeräts 20 mittels des gebogenen ersten Griffabschnitts 22 und dem zweiten Griffabschnitt 23 eine im Wesentlichen D-förmige Gehäuseform des Gehäuses 21. In der inneren Ausnehmung bzw. dem umschlossenen Freiraum des D-förmigen Gehäuses 21 ist der Akku 27 derart angeordnet, dass dieser von dem Gehäuse 21 bogenförmig umschlossen bzw. umspannt wird. Der Akku 27 ist somit bezogen auf die dargestellte Bildebene rundum von dem Gehäuse umgeben und somit vor Stößen und anderen Krafteinwirkungen geschützt. Vorzugsweise ist der Akku 27 lösbar an dem zweiten Griffabschnitt 23 angeordnet und kann auf besonders einfache Weise seitlich aus dem Gehäuse 21 (hier: senkrecht zur Bildebene) entnommen werden.
- Der Akku 27 ist darüber hinaus vorzugsweise mit einem oberen Ende 27a nahe der Wirkungslinie W angeordnet und leistet aufgrund seiner Eigenmasse einen Beitrag zur Reduzierung von Vibrationen des Arbeitsgeräts. Des Weiteren ist er derart ausgerichtet, dass sich der Akku 27 von der Wirkungslinie W weg erstreckt und somit aufgrund seiner Eigenmasse Drehschwingungen entgegenwirkt und diese dämpft. Eine Zwangskühlung K des Arbeitsgeräts ist beispielhaft dargestellt. Diese kann selbstverständlich auch in anderer geeigneter Weise ausgeführt sein.
-
- 10
- Stromversorgungsvorrichtung
- 11
- Netzteil
- 12
- Netzkabel
- 13
- Akku
- 14
- Motor
- 15
- Aufladevorrichtung
- 20
- elektrisches Arbeitsgerät
- 21
- Gehäuse
- 22
- erster Griffabschnitt
- 23
- zweiter Griffabschnitt
- 24
- Antriebsmotor
- 25
- Abtriebswelle
- 26
- Stromversorgungsvorrichtung
- 26a
- Steuerschaltung
- 27
- Akku
- 28
- Netzanschluss
- W
- Wirkungslinie
Claims (11)
- Elektrisches Arbeitsgerät (20) mit einer elektrischen Maschine (24) zum Antrieb des Arbeitsgerätes (20) und einer Stromversorgungsvorrichtung (26) zur Stromversorgung der elektrischen Maschine (24), wobei die Stromversorgungsvorrichtung (26) einen Akku (27) zur Stromversorgung der elektrischen Maschine (24) in einem Akkubetrieb des Arbeitsgerätes (20) und einen Netzanschluss (28) zum Anschluss des elektrischen Arbeitsgerätes (20) an eine externe Stromquelle in einem Netzbetrieb umfasst,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Stromversorgungsvorrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass der Akku (27) auch in dem Netzbetrieb Strom zur Stromversorgung der elektrischen Maschine (24) bereitstellt. - Elektrisches Arbeitsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsvorrichtung (26) derart ausgestaltet ist, dass der Akku (27) in Reihe zu dem Netzanschluss (28) und die elektrische Maschine (24) parallel zu dem Akku (27) geschaltet ist
- Elektrisches Arbeitsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsvorrichtung (26) derart ausgebildet ist, dass der Akku (27) in dem Netzbetrieb gleichzeitig zu der Stromversorgung der elektrischen Maschine (24) über den Netzanschluss (28) mit Strom von der externen Stromquelle versorgt werden kann.
- Elektrisches Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Netzbetrieb zusätzlich zu der Stromversorgung der elektrischen Maschine (24) mittels des Akkus (27) eine zusätzliche zweite Stromversorgung der elektrischen Maschine (24) über den Netzanschluss (28) erfolgt.
- Elektrisches Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine (24) einen Elektromotor umfasst.
- Elektrisches Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromversorgungsvorrichtung (26) eine Aufladevorrichtung zum Aufladen des Akkus (27) über den Netzanschluss (28) umfasst und die Aufladevorrichtung im Inneren eines Gehäuses (21) des Arbeitsgeräts (20) angeordnet ist.
- Elektrisches Arbeitsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladevorrichtung im Wirkbereich einer Zwangskühlung des elektrischen Arbeitsgerätes (20) angeordnet ist.
- Elektrisches Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Akku (27) lösbar mit einem Gehäuse (21) des Arbeitsgeräts (20) verbunden ist.
- Elektrisches Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Akku (27) von einem Gehäuseabschnitt des elektrischen Arbeitsgerätes (20) zumindest teilweise bogenförmig zum Schutz des Akkus (27) umspannt ist.
- Elektrisches Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Akku (27) in räumlicher Nähe zu einer Wirkungslinie (W) des Arbeitsgeräts (20) angeordnet ist, so dass eine Eigenmasse des Akkus (27) im Betrieb entstehende Vibrationen des Arbeitsgeräts (20) dämpft.
- Elektrisches Arbeitsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Akku (27) in einer seitlich zu einer Wirklinie (W) des elektrischen Arbeitsgerätes (20) gerichteten Richtung entnehmbar ist.
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