用于手持式工具机的蓄电池组的制作方法

文档序号:13426460
用于手持式工具机的蓄电池组的制作方法
本发明涉及一种根据权利要求1的用于手持式工具机的蓄电池组。

背景技术:
用于手工需求或家庭手工需求的电动手持式工具机,例如冲击式起子机、钻孔机、角磨机、曲线锯、圆锯或者刨机通常要么具有交流马达要么具有直流马达作为驱动马达。交流马达一般通过电源线以来自电网的交流电来供电,而用于给直流马达供电的电能一般来自于所谓的蓄电池组,即处于可与手持式工具机壳体耦合的一个壳体中的可重复充电的蓄电池,所述蓄电池组在所述两个壳体耦合时电连接在直流马达的供电线路上。这类蓄电池组在原则上是已知的并且具有可重复充电的蓄电池,一般是多个以并联和/或串联形式连接的蓄电池单体。因此,在本申请的上下文中,“蓄电池组”应理解为优选由多个电接合的蓄电池单体组成的蓄电池组,该蓄电池组可以储存电能并且为手持式工具机运行提供能量并且可更换地被接收在手持式工具机的腔室、接口或类似部位中。将蓄电池组配属给手持式工具机通过将蓄电池组插入或推入到器具壳体的互补的插入插座中来实现,其中,蓄电池组与手持式工具机的器具壳体能这样耦合,使得在两个壳体耦合的情况下,该电动工具电耦合在蓄电池组上并且机械地锁定。至少在锁定装置的区域中进行电接触。在所述蓄电池组方面证实为不利的是,在每个蓄电池单体中不仅在电流输出时而且在电流接收时都会产生损失热,该损失热会导致整个蓄电池模块的温度提高。为了避免蓄电池单体和/或蓄电池模块的损坏,一方面必须可靠地将损失热导出,而另一方面在外部温度过低的情况下可实现蓄电池组的调温,这特别是在化学地基于锂的蓄电池单体中是有利的。这种蓄电池组还具有壳体,壳体大部分由塑料材料构成。蓄电池组壳体的常用塑料材料包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)或聚酰胺(PA)。这些塑料材料具有良好的机械特性和足够的导热能力,该导热能力使得这些塑料材料适用于作为用于现今售卖的大多数蓄电池单体、例如锂离子单体的蓄电池组壳体。但这些方式具有的缺点是,其具有良好的绝热作用。这在蓄电池组中是不希望的,因为在蓄电池组的运行中或在充电时形成的热量应尽可能快地导出。此外,新蓄电池单体的研发方向在于增大功率转换率,由此损失功率也变大,使得在可壳体的内部中释放出更多的热量并且必须更快地导出到周围环境中,以避免电池单体过热。此外,越来越多的蓄电池组壳体尽可能最大程度紧密封闭地实施,以防止湿气侵入,使得热量导出必须穿过壳体壁来进行。

技术实现要素:
本发明的任务是改善开头提到的缺点和提供用于手持式工具机的蓄电池组,该蓄电池组将出现的损失热优化地导出。在此,该蓄电池组应具有良好的人体工程学性和可装配性、成本有利地且简单地构造。该任务通过根据权利要求1所述的蓄电池组解决。本发明的有利构型、变型和扩展方案可从从属权利要求中得到。根据本发明设置,用于手持式工具机的蓄电池组包括单体保持件和至少一个蓄电池单体,其中,单体保持件接收所述至少一个蓄电池单体,其中,蓄电池单体具有平行于纵轴线x延伸的周面,其中,该周面由垂直于纵轴线x的两个端面限界,蓄电池单体的电极位于这两个端面上。在蓄电池单体的至少一个端面和蓄电池组壳体的基本上平行于该蓄电池单体的该端面延伸的壁部之间布置有至少一个弹性导热置入件,其中,该弹性导热置入件与蓄电池单体的所述端面处于热接触并且热量从蓄电池单体朝蓄电池组壳体的壁部导出。有利地设置,弹性导热置入件布置在蓄电池单体的所述端面和蓄电池组壳体的基本上垂直于蓄电池单体的纵轴线x延伸的壁部之间。在本发明的特别优选的实施方式中设置,在所述至少一个蓄电池单体的所述至少一个端面的区域中,至少一个均热元件布置在所述至少一个弹性导热置入件和蓄电池组壳体的所述壁部之间,其中,均热元件与弹性导热置入件处于热接触且与蓄电池组壳体的所述壁部处于热接触并且用于均匀地以热量加载蓄电池组壳体的壁部。已证明为有利的是,所述至少一个导热置入件至少部分地由导热材料制成,该导热材料属于以下材料组中的至少一个材料组:弹性体,热塑性弹性体或碳纤维。塑料材料如丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)、或聚酰胺(PA)例如PA6或PA12一般具有良好的机械特性和足够的导热能力:0.17W/mK(ABS),0.21W/mK(PC)和0.29W/mK(PA6),由此这些塑料材料适用于作为用于现今售卖的大多数蓄电池单体的蓄电池组壳体。根据本发明设置,所述导热置入件具有的导热能力大于0.15W/mK,优选大于0.20W/mK,特别优选在0.20W/mK至0.50W/mK之间。如果所述导热置入件具有的壁厚小于1毫米,则所述导热能力也可小于0.15W/mK,优选刚好为0.15W/mK。优选,所述导热置入件具有的肖式硬度小于50肖式硬度A,优选处于20肖式硬度A至45肖式硬度A之间。根据本发明设置,所述均热元件至少部分地由金属,优选由铝合金或镁合金构成,或由导热塑料构成。有利地,均热元件是扁平构件,其具有长度L、宽度B和厚度D,其中,厚度D小于长度L和宽度B;其中,均热元件以在其面上分布的方式具有多个缺口。通过该方式,待导出的热量可特别有利地分布在蓄电池组壳体上地导出。在优选的实施方式中,所述均热元件构造为金属膜,该金属膜的厚度处于0.1毫米至0.5毫米之间,优选处于0.01毫米至0.3毫米之间;或构造为石墨层,该石墨层的厚度处于0.1毫米至0.5毫米之间,优选处于0.01毫米至0.1毫米之间。相应地特别有利的是,导热置入件构造为弹性膜,该弹性膜的厚度处于0.1毫米至1.4毫米之间;优选处于0.2毫米至1.2毫米之间;特别优选处于0.3毫米至1.0毫米之间。尤其有利的是,导热置入件和均热元件构造为复合构件(Verbundbauteil),尤其构造为膜复合构件。有利地,单体保持件至少区域地构成蓄电池组壳体的第一壳体部件和/或第二壳体部件的外侧,其中,在特别优选的实施方式中,单体保持件完全构成第二壳体部件。在此,蓄电池组壳体优选具有至少两个侧面部件,其中,这些侧面部件在蓄电池组的组装状态中将第一壳体部件和第二壳体部件这样保持在一起,使得防止第一壳体部件从第二壳体部件松脱,或反过来。在此可设想,所述侧面部件至少部分地由金属,优选由铝压铸件或镁压铸件构成,其中,在该情况下,在蓄电池单体和侧面部件之间必须使用可靠的绝缘置入件,其中,可使用例如所述弹性导热置入件作为绝缘置入件。在本发明的另一构型中,蓄电池组具有两个弹性导热置入件,其中,各一导热置入件与一侧面部件共同以双组份注塑方法制造,优选以一共同的工序制造,尤其是一体地制造。在此有利的是,所述侧面部件由与剩余蓄电池组壳体相同的材料构成,优选由聚酰胺构成。有利地,单体保持件接收两个或更多个蓄电池单体,这些蓄电池单体通过至少一个单体连接件以并联和/或串联方式连接,其中,所述至少一个单体连接件布置在蓄电池单体的端面和弹性导热置入件之间。有利地,所述至少一个单体连接件将至少两个或更多个蓄电池单体,优选四个蓄电池单体和尤其优选的六个蓄电池单体相互连接。在此,单体连接件在优选的实施变型中这样大面积地实施,使得单体连接件基本上遮盖相互连接的蓄电池单体的端面并且通过该方式承担均热元件的功能。在此可设想,均热元件和单体连接件构造为复合构件,尤其是构造为一体的复合构件。在不希望热传递并且应尽可能禁止热传递的区域中,单体连接件具有缝状缺口,使得从蓄电池单体点式地传递到单体连接件上的损失热可分布在整个面上且可传递给弹性元件和/或侧面部件,其中,在特别有利地构型中,弹性导热置入件至少区域地与单体连接件处于直接热接触。根据本发明的蓄电池组可与手持式工具机可松脱地连接。相应地,只要一手持式工具机与根据本发明的蓄电池组连接,则该手持式工具机就构成本发明的另一主题。装在手持式工具机中的蓄电池组在此用于驱动手持式工具机。原则上尤其可使用锂离子单体作为蓄电池单体,因为尤其在锂离子单体的情况下可能的是,将多个蓄电池单体组合成蓄电池单体块,在该蓄电池单体块中多个蓄电池单体并联连接。在此,特别有利的是,单体保持件可接收具有不同的直径和长度的蓄电池单体,由此可实现单体保持件或者说单体载体在不同蓄电池组中的应用。一般地,将本申请的框架内的“手持式工具机”理解为具有可被置于旋转或平移中的工具载体的所有手持式工具机,例如棒状起子机、蓄电池钻孔机、冲击钻、多功能工具、电锯、电剪、电磨机和/或钻孔起子机,所述工具承载件可直接被驱动马达驱动、可通过传动装置被驱动马达驱动或者可通过行星传动装置被驱动马达驱动。“电能的传递”在上下文中尤其应理解为通过蓄电池组给手持式工具机供电。本发明的其它特征、运用可能性和优点由在下面对本发明的实施例所进行的描述得知,所述实施例在附图中示出。在此应注意,示出的特征仅仅具有起描述作用的特性并且也可以与其它上述改进方案的特征组合地应用并且不应理解为以任意的形式限制本发明。附图说明下面根据优选实施例详细解释本发明,其中,对于相同的特征使用相同的附图标记。附图是示意的并且示出:图1示例性示出具有根据本实用新型的蓄电池组的手持式工具机的视图;图2根据本发明的蓄电池组的立体图;图3图2的蓄电池组的俯视图;图4根据本发明的蓄电池组的第一变型的立体分解图;图5图4的蓄电池组的剖视图;图6根据本发明的蓄电池组的第二变形的立体分解图;图7图6的蓄电池组的剖视图;图8图7的区域A的详细视图,带有根据本发明的蓄电池组的第二变型;图9根据本发明的蓄电池组的第三变型的详细视图;图10单体保持件的立体图,具有布置在其上的蓄电池组电子部件;以及图11图10的局部的立体详细视图。具体实施方式图1示出构成为手持式工具机300的电动器具。按照示出的实施方式,手持式工具机300为了独立于电网的供电可与蓄电池组100机械和电连接。在图1中,手持式工具机300示例性地构成为蓄电池式钻孔起子机。然而应指出的是,本发明不限于蓄电池式钻孔起子机,而是可用于以蓄电池组100驱动的不同手持式工具机300。手持式工具机300具有基体305——工具接收部320固定在该基体上——以及具有带接口380的把手315,按照本发明的蓄电池组100的对应的接口180在此在锁定位态中布置在该接口上。蓄电池组100构成为推装式蓄电池组。在蓄电池组100安装在手持式工具机300上的情况下,在手持式工具机300上设置的接收器件例如引导槽和引导肋与蓄电池组100的对应的引导元件110配合,其中,蓄电池组100沿推动方向y沿着把手315的接收器件导入,并且蓄电池组100沿把手315的基本上垂直于把手315的纵向定向的下外表面316推入到手持式工具机300的蓄电池组接收部中。在图1中示出的位置上,蓄电池组100固定在手持式工具机300的把手315上并且通过锁定器件锁定。锁定器件尤其包括锁定元件和操纵元件220。通过操纵元件220的操纵,可以将蓄电池组100由手持式工具机300的把手315松脱。图2至5示出按照本发明的用于手持式工具机300的蓄电池组100。该蓄电池组具有蓄电池组壳体110,其由第一壳体部件120和第二壳体部件130组成,其中,所述壳体在第一壳体部件120与第二壳体部件130之间接收至少一个、优选并且在此示出多个并联或串联连接的蓄电池单体400。蓄电池单体400优选或者借助于单体保持件600或者借助于用于使蓄电池单体400相互绝缘的纸套筒而定位在两个壳体部件120,130之间。蓄电池组100在示出的实施变型中构成为推装式蓄电池组。为了将蓄电池组100可松脱地安装在手持式工具机300或充电器上,蓄电池组100具有接口180,用于与手持式工具机300的对应的接口380或充电器的对应的接口可松脱地机械和电连接。在安装蓄电池组100时,手持式工具机300或充电器的用于接收蓄电池组100的对应的引导元件的接收器件例如引导槽和引导肋与这些引导元件形成配合,其中,蓄电池组100沿接触方向y沿接收器件导入并且蓄电池组100的接口180推入到手持式工具机300的对应接口380或者充电器的对应接口中。通过接口180、380,可以将蓄电池组100配属给手持式工具机300和/或充电器。为了将蓄电池组100锁定在把手315上,将蓄电池组100沿推动方向y沿把手315推动,更确切地说沿把手315的基本上垂直于把手315的纵向定向的下外表面推动。在图1中示出的位置中,蓄电池组100通过锁定器件200锁定在把手315上。锁定器件200尤其包括仅仅示意标明的锁定元件210和操纵元件220。通过操纵元件220的操纵,可以将蓄电池组100由手持式工具机300的把手315松脱。在蓄电池组100解锁之后,该蓄电池组100可以与把手315分离,更确切地说通过相反于推动方向y沿把手315的下表面推动蓄电池组100将其分离。在蓄电池组100安装在手持式工具机300上的情况下,锁定元件210与在手持式工具机300的把手315中的未进一步示出的对应接收部形成配合。如在图3中可见,接口180此外包括接触元件140,用于蓄电池组100与手持式工具机300或充电器的电接触。接触元件143构成为电压接触元件并且用作充电和/或放电接触元件。接触元件144构成为信号接触元件并且用于由蓄电池组100到手持式工具机300或充电器的信号传输和/或用于由手持式工具机300或充电器到蓄电池组100的信号传输。图4示出蓄电池组100的分解图。在此清晰可见的是,蓄电池组壳体110具有单体保持件600,其带有多个串联连接的蓄电池单体400,其中,第二壳体部件130直接构成单体保持件600。单体保持件600同时形成第二壳体部件130。这些蓄电池单体的相互连接通过单体连接件500实现。此外可见的是,各个蓄电池单体400为了机械固定在单体保持件600中而相互间隔开地被接收。单体保持件600除了蓄电池单体400在蓄电池组壳体120,130中的固定之外也用于蓄电池单体400的冷却并且由导热材料例如铝或塑料构成。此外,单体保持件600具有套筒式绝缘壁部620,从而将各个蓄电池单体400分离并且可以确保各个蓄电池单体400相互间的电绝缘。相邻的蓄电池单体400之间以及蓄电池单体400与单体保持件600之间的热交换阻碍在此尽可能小,从而由蓄电池单体400产生的损失热良好地向外导出并且可以防止蓄电池组100在内部过热。在单体保持件600的表面上在蓄电池组壳体110内固定有蓄电池组电子部件800的电路板。此外,蓄电池组电子部件包括接触元件140,用于建立蓄电池组100与手持式工具机300或建立蓄电池组100与充电器之间的电和机械连接。蓄电池组电子部件与单体保持件600之间的连接通过未进一步示出的固定元件来确保。在图4中示出的实施方式中,蓄电池组壳体110还具有两个侧面部件125,其中,在图4中仅仅示出两个侧面部件125中之一。侧面部件125在组装状态下将第一壳体部件120和第二壳体部件130如此保持在一起,使得防止第一壳体部件120从第二壳体部件130松脱,或者反之。原则上有利的是,单体保持件600区域地构成第二壳体部件130或者说蓄电池组100的外侧,其中,替代地,单体保持件600也可区域地构成第一壳体部件120的外侧。在此有利的是,侧面部件125由与剩余蓄电池组壳体110相同的材料构成,优选由人工的、可在技术上使用的热塑性塑料例如聚酰胺构成。通过该方式可减小成本并且可将装配耗费保持小。替代地,侧面部件125可至少部分地由金属,优选由铝压铸件或镁压铸件构成,其中,在该情况下,在单体连接件500和侧面部件125之间必须使用足够的或者说可靠的绝缘置入件、例如弹性元件650。在图4中还示出单体连接件500,通过该单体连接件可执行蓄电池单体400相互并列和/或串联连接。在此,每个蓄电池单体400具有平行于纵轴线x延伸的周面405,其中,周面405由垂直于纵轴线x的两个端面410限界,蓄电池单体400的电极位于这两个端面上。在蓄电池单体400的端面410和蓄电池组壳体110的基本上平行于蓄电池单体400的端面410延伸的壁部之间布置有弹性导热置入件650。弹性导热置入件650这样布置在蓄电池单体400和蓄电池组壳体110的第二壳体部件130之间,使得形成与蓄电池单体400的端面410的热接触并且热量从蓄电池单体400朝蓄电池组壳体110的壁部的方向导出。导热置入件650至少部分地由导热材料构成,该导热材料属于以下材料组中的至少一个材料组:弹性体,热塑性弹性体或碳纤维。通过该方式可保证:导热置入件650一方面具有以下导热能力,该导热能力大于0.15W/mK,优选大于0.20W/mK,特别优选处于0.20W/mK至0.50W/mK之间并且另一方面具有以下肖式硬度,该肖式硬度小于50肖式硬度A,优选处于20肖式硬度A至45肖式硬度A之间。在图4中还可看到,在端面410的区域中,在弹性导热置入件650和蓄电池组壳体110的壁部之间布置有均热元件660。均热元件660既与弹性导热置入件650热接触也与蓄电池组壳体110的壁部热接触并从而用于以热量均匀地加载蓄电池组壳体110的壁部。均热元件660实施为扁平构件,其具有长度L,宽度B和厚度D,其中,厚度D小于长度L和宽度B。在此,均热元件660由金属,优选铝合金或镁合金构成,或由导热的塑料构成。通过该方式,均热元件660可在希望进行热传递的区域中支持该热传递。在不希望进行热传递并且应尽可能禁止热传递的区域中,均热元件660具有多个缺口665。这些缺口布置成分布在均热元件660的整个面上,其中,在示出的该实施方式中,为每个蓄电池单体400设有一个缺口665。通过该方式可保证:从蓄电池单体400点式地传递到与蓄电池单体400处于热接触的弹性元件650上的损失热可直接传递到与弹性元件650处于热接触的、直接邻接的均热元件660上。均热元件660基于缺口665将点式地相对传递的损失热分布到蓄电池组壳体110的对应侧面部件125的整个面上,其中,均热元件660也与对应的侧面部件125处于直接热接触。图5示出根据本发明的蓄电池组100的剖视图,其中,在这里也可看到,单体保持件600构成第二壳体部件130并从而也构成蓄电池组壳体110的外侧。此外可从图5得知,并排布置在单体保持件600中的两个蓄电池单体400的周面并不相互触碰,而是通过套筒状的绝缘壁部而机械地和电地相互分开。在这里可清楚看到的是,弹性导热置入件650布置在蓄电池单体400和一均热元件660之间,其中,该均热元件660布置在弹性导热置入件650和蓄电池组壳体110的其中一个侧面部件125之间。通过该方式保证:蓄电池单体400的端面410,弹性导热置入件650,均热元件660和侧面部件125处于热接触,使得热量可从蓄电池单体400朝蓄电池组壳体110的壁部方向导出。图6示出蓄电池组100的分解图。与图4的蓄电池组100有区别的是,单体连接件500大面积地构型,使得其除了将蓄电池单体400相互并联和/或串联地电连接的功能之外,也承担均热元件660的功能并且可有助于希望的热传递。在此有利的是,均热元件660和单体连接件500构造为复合构件,尤其构造为一体的复合构件并且在不希望进行热传递并应尽可能禁止热传递的区域中具有缝状缺口665,其中,为每个蓄电池单体400设有一个缺口665。通过该方式可保证,从蓄电池单体400点式地传递给单体连接件500或者说均热元件660的损失热可直接传递给与单体连接件500处于热接触的弹性元件650,其中,实施为均热元件660的单体连接件500基于缺口665将相对点式传递的损失热分布在整个面上并且传递给弹性元件650。弹性元件650可与对应的侧面部件125处于直接热接触,其中,弹性导热置入件650如在图6中可看到的那样直接布置在蓄电池组壳体110的侧面部件125中或甚至与其一体地制造。当侧面部件125由与剩余蓄电池组壳体110相同的材料构成,优选由人工的、可在技术上使用的热塑性塑料例如聚酰胺构成时,这使得能实现,导热置入件650与侧面部件125一起以注塑方法,例如双组份注塑方式,优选在一个共同的工序中并尤其一体地制造。通过该方式可减小成本并且将装配耗费保持小。有利的是,导热置入件650至少部分地由导热材料例如弹性体或热塑性弹性体构成。均热元件660或者说单体连接件500因而既与弹性导热置入件650热接触也与蓄电池组壳体110的壁部热接触并从而用于以热量来均匀地加载蓄电池组壳体110的壁部。图7示出图6的根据本发明的蓄电池组100的剖视图,其中,在这里也可看到,蓄电池组壳体110具有两个侧面部件125。此外,在这里可清楚地看到,但尤其是在图8中详细地看到,单体连接件500构型成其承担均热元件660的功能并且可有助于到弹性导热置入件650上的希望的热传递。弹性导热置入件650布置在蓄电池组壳体110的侧面部件125中或如上所述地与其一体地制造。通过该方式保证:蓄电池单体400的端面410,均热元件660,弹性导热置入件650和侧面部件125处于热接触,使得热量可从蓄电池单体400朝蓄电池组壳体110的壁部方向导出。在图9中示出根据本发明的蓄电池组100的替代的第三实施变型。在该实施方式中,导热置入件650和均热元件660构造为复合材料,尤其构造为膜复合材料。在此特别有利的是,均热元件660构造为金属膜,其厚度处于0.1毫米至0.5毫米之间;优选处于0.01毫米至0.3毫米之间;或构造为石墨层,其厚度处于0.1毫米至0.5毫米之间,优选处于0.01毫米至0.1毫米之间,导热置入件650构造为弹性膜,其厚度处于0.1毫米至1.4毫米之间;优选处于0.2毫米至1.2毫米之间;特别优选处于0.3毫米至1.0毫米之间。如在图6中、尤其也在图10和11中可看到的那样,单体连接件500在优选的实施方式中大面积地构型,使得其除了保证将蓄电池单体400相互并联和/或串联地电连接的功能之外也可承担均热元件660的功能并且可有助于希望的热传递。在此有利的是,单体连接件500将至少两个蓄电池单体400,优选四个蓄电池单体400,或任意数量的蓄电池单体并联和/或串联地相互连接。在图6,10和11中可看到,单体连接件500在其实施方式中可变地构型并且原则上可适配于单体保持件600的实施方式或者适配于蓄电池单体400的对应数量。在示出的实施变型中,单体连接件500大面积地实施,使得通过单体连接件500相互连接的端面410尽可能最大程度地被完全遮盖。在此,单体连接件500的大面积的实施方式意味着,当该单体保持件如图6,10和11所示地将两个蓄电池单体或四个蓄电池单体400相互连接时,其分别尽可能最大程度地遮盖两个蓄电池单体400或四个蓄电池单体400的对应的端面410。通过该方式保证,装入的单体连接件500可承担均热元件660的功能,其中,替代地,均热元件660和单体连接件500可构造为复合构件,尤其构造为一体的复合构件。在图6,10和11示出的大面积的单体连接件500的情况下,在不希望进行热传递并且应尽可能禁止热传递的区域中也布置有缝状缺口665,使得从蓄电池单体400点式地传递给单体连接件500的损失热可直接传递给与单体连接件500处于热接触的弹性元件650。除了所述的和所示出的实施方式外,可设想其他实施方式,所述其他实施方式可包括其他变型以及特征组合。
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