Die vorliegende Erfindung betrifft einen Akkumulator, insbesondere als wiederlösbare Energieversorgung für eine Werkzeugmaschine, enthalten wenigstens ein Energiespeicherelement mit einer Kontakteinrichtung, eine Steuervorrichtung, eine Vergusskammer und eine Akku-Schnittstelle zum wahlweisen Verbinden des Akkumulators mit einer Werkzeugmaschine oder Ladevorrichtung.

Akkumulatoren (auch Akku genannt) als Energieversorgung für eine Werkzeugmaschine sind gemäß dem Stand der Technik weitgehend bekannt. Diese Akkumulator enthalten für gewöhnlich eine Anzahl an Energiespeicherzellen (auch Akkuzellen genannt), die zum Aufnehmen, Speichern sowie Abgeben von elektrischer Energie dienen und ausgestaltet sind. Das Aufnehmen von elektrischer Energie in die Energiespeicherzellen kann auch als Laden (bzw. Aufladen) bezeichnet werden. Das Abgeben von elektrischer Energie aus den Energiespeicherzellen kann auch als Entladen bezeichnet werden.

Zum Aufladen bzw. Laden mit elektrischer Energie wird der Akkumulator für gewöhnlich mit einer Ladevorrichtung (auch Lader oder Charger genannt) verbunden. Die Ladevorrichtung leitet elektrische Energie gemäß einer vorbestimmten Ladeeinstellung (auch Lademodus genannt) mit festgelegten Parametern für den eigentlichen Ladevorgang an die einzelnen Energiespeicherzellen der Akkumulators.

Insbesondere bei intensiver Beanspruchung des Akkumulators, d.h. bei einer hohen und schnellen Abgabe von elektrischer Energie, erwärmen sich die Energiespeicherelemente des Akkumulators bis zu einem kritischen Wert. Mit anderen Worten: der Akkumulator kann sich hierbei ungewollt so weit erhitzen, dass eine auch eine dauerhafte Beschädigung nicht ausgeschlossen werden kann.

Herkömmliche und auf dem Markt erhältliche System zum Kühlen eines Akkumulators sind jedoch oftmals komplex und/oder teuer.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das vorstehend beschriebene Problem zu lösen.

Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den entsprechenden Unteransprüchen beschrieben. Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch einen Akkumulator, insbesondere als wiederlösbare Energieversorgung für eine Werkzeugmaschine, enthalten wenigstens ein Energiespeicherelement mit einer Kontakteinrichtung, eine Steuervorrichtung, eine Vergusskammer und eine Akku-Schnittstelle zum wahlweisen Verbinden des Akkumulators mit einer Werkzeugmaschine oder Ladevorrichtung.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in der Vergusskammer wenigstens ein erstes und zweites Vergussmaterial enthalten ist, wobei das erste Vergussmaterial eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als das zweite Vergussmaterial und das zweite Vergussmaterial eine geringere elektrische Leitfähigkeit aufweist als das erste Vergussmaterial und wobei das zweite Vergussmaterial wenigstens anteilig die Kontakteinrichtung des wenigstens einen Energiespeicherelements bedeckt.

Entsprechend einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, dass das erste Vergussmaterial wenigstens anteilig einen wärmeleitfähigen Epoxidharz-Klebstoff enthält.

Des Weiteren kann das erste Vergussmaterial wenigstens anteilig ein duroplastisches Polymer enthalten. Die Wärmeleitfähigkeit kann durch das Hinzufügen wenigstens eines wärme- und/oder elektrischleitfähigen Füllstoff erzeugt werden.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, dass das zweite Vergussmaterial wenigstens anteilig ein elektrisch nichtleitfähigen Silikon enthält, wobei dieses in Form eines 1 K oder 2K-Silikons ausgebildet ist.

Entsprechend einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, dass das erste Vergussmaterial wenigsten 50% des Volumens der Vergusskammer ausfüllt.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, dass das erste Vergussmaterial weniger als 50% des Volumens der Vergusskammer ausfüllt.

Entsprechend einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, dass das erste Vergussmaterial eine Wärmeleitfähigkeit von 0,75 bis 1 W/(m*K) aufweist. Des Weiteren kann das erste Vergussmaterial eine Wärmeleitfähigkeit von 3 bis 10 W/(m*K) aufweisen.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, dass das erste Vergussmaterial auf Polyurethan basiert und vorzugsweise ein Elastomer ist. Entsprechend einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, dass das erste Vergussmaterial die Brennbarkeitsklasse VO nach UL94 aufweist.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, dass das wenigstens eine Energiespeicherelement auf einer Lithium-Ionen- oder Li-Polymer-Technology basiert.

Entsprechend einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, dass eine Leerlaufspannung auf 60 Volt begrenzt ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. In der Figur ist ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Figuren, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

In der Figur sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.

Es zeigt:

Figur 1 eine seitliche Ansicht auf eine Werkzeugmaschine und einem erfindungsgemäßen Akkumulator;

Figur 2 eine seitliche Schnittansicht auf den erfindungsgemäßen Akkumulator;

Figur 3 eine Schnittansicht auf den Akkumulator entlang der Schnittebene A - A aus Figur 2; und

Figur 4 eine Schnittansicht auf den Akkumulator entlang der Schnittebene B - B aus Figur 2.

Ausführunqsbeispiele:

Figur 1 zeigt ein eine Werkzeugmaschine 1 und einen Akkumulator 2 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Der Akkumulator 2 ist mit der Werkzeugmaschine 2 wiederlösbar verbunden, um die Werkzeugmaschine 2 mit elektrischer Energie zu versorgen.

Die Werkzeugmaschine 1 ist in der gezeigten Ausführungsform als Bohrmaschine ausgestaltet. Alternativ kann die Werkzeugmaschine 1 auch als Schrauber, Bohrhammer, Säge, Schleifgerät oder dergleichen ausgestaltet sein.

Wie in Figur 1 angedeutet enthält die als Bohrmaschine ausgestaltete Werkzeugmaschine 1 im Wesentlichen ein Werkzeugmaschinengehäuse 3 mit einer Werkzeugaufnahme 4 und einem Handgriff s.

Die Werkzeugaufnahme 4 dient zum Aufnehmen und Halten eines Werkzeugs 6.

Bei dem Werkzeug 6 handelt es sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen Bohrer. Alternativ kann das Werkzeug 6 auch als Schrauben-Bit ausgestaltet sein.

Im Inneren des Werkzeugmaschinengehäuses 3 ist unter anderem ein Antrieb 7, ein Getriebe 8, eine Abtriebswelle 9 und eine Steuereinheit 10 vorgesehen.

Der Antrieb 7 ist beispielsweise als bürstenloser Elektromotor ausgestaltet und dient zum Erzeugen eines Drehmoments.

Die Steuereinheit 10 regelt und steuert die Funktionen bzw. das Verhalten der Werkzeugmaschine 1 und insbesondere des Antriebs 7, d.h. die Drehrichtung und Drehzahl des Antriebs 7.

Der Handgriff 5 enthält wiederum einen Betätigungsschalter 11 , ein oberes Ende 5a und ein unteres Ende 5b. Der Betätigungsschalter 5 ist mit der Steuereinheit 10 verbunden, sodass ein Betätigen des Betätigungsschalters 11 zu einer Aktivierung des Antriebs 7 bzw. der Werkzeugmaschine 1 führt.

Wie ebenfalls in Figur 1 gezeigt, ist der Antrieb 7, das Getriebe 8, die Abtriebswelle 9 und die Werkzeugaufnahme 4 so zueinander angeordnet, dass ein von dem Antrieb 7 erzeugtes Drehmoment über das Getriebe 8 und die Abtriebswelle 9 zu der Werkzeugaufnahme 4 gelangen kann. Durch die Werkzeugaufnahme 4 wird das vom Antrieb erzeugte Drehmoment schließlich auf das Werkzeug 6 übertragen. Das Werkzeugmaschinengehäuse 3 weist des Weiteren eine Oberseite 3a, eine Unterseite 3b, ein vorderes Ende 3c und ein hinteres Ende 3d auf.

An dem vorderen Ende ist die Werkzeugaufnahme positioniert. An der Unterseite 3b und in der Nähe des hinteren Endes 3d des Werkzeugmaschinengehäuses 3 ist das obere Ende 5a des Handgriffs 5 befestigt. An dem unteren Ende 5b des Handgriffs 5 ist eine Werkzeugmaschinenschnittstelle 12 positioniert. Die Werkzeugmaschinenschnittstelle 12 dient zum wiederlösbaren Verbinden der Werkzeugmaschine 1 mit dem Akkumulator 2.

Gemäß einem alternativen und in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Werkzeugmaschine 1 auch so ausgestaltet sein, dass diese mit mehr als einem Akkumulator 2 als Energiequelle verbunden ist.

Der in dem Ausführungsbeispiel beschriebene Akkumulator 2 kann insbesondere als Energiespeichervorrichtung bzw. elektrische Energiequelle für die Werkzeugmaschine 1 dienen. Der Akkumulator 2 enthält dabei im Wesentlichen ein Akku-Gehäuse 13, eine Anzahl an Energiespeicherzellen 14, eine Akku-Schnittstelle 15, eine Vergusskammer 16 sowie eine Steuerungseinrichtung 17.

Die Energiespeicherzellen 14 können auch als Akku-Zellen bezeichnet werden.

Die Akku-Schnittstelle 15 dient zum elektrischen bzw. elektronischen Verbinden des Akkumulators 2 mittels der Werkzeugmaschinenschnittstelle 12 mit der Werkzeugmaschine 1. Die Akku-Schnittstelle 15 enthält hierzu ein Pluskontakt P, ein Minuskontakt M sowie ein Kommunikationskontakt K. Der Pluskontakt P und Minuskontakt M dienen zum Übertragen von elektrischer Energie von den Energiespeicherzellen 14 des Akkumulators 2 zu den Verbrauchern (insbesondere der Antrieb 7) der Werkzeugmaschine 1.

Der Kommunikationskontakt K dient wiederum zum Kommunizieren der Steuerungseinrichtung 17 des Akkumulators 2 mit der Steuereinheit 10 der Werkzeugmaschine 1. Für die Kommunikation zwischen dem Akkumulator 2 mit der Werkzeugmaschine 1 werden Daten und Informationen in Form von Signalen ausgetauscht.

Die Energiespeicherzellen 14 dienen zum Aufnehmen, Speichern und erneuten Abgeben elektrischer Energie. Wie in den Figuren angedeutet, sind die Energiespeicherzellen 14 in zylindrischer Form und auf Basis einer Lithium-Ionen-Technologie ausgestaltet. Wie in den Figuren angedeutet, enthält jede Energiespeicherzelle 14 an einem Ende eine Kontakteinrichtung 18, die zur Übertragung elektrischer Energie dient. Wie ebenfalls in den Figuren gezeigt sind die einzelnen Kontakteinrichtung 18 über entsprechende Leitungen 19 mit der Steuerungseinrichtung 17 verbunden. Alternativ können die Energiespeicherzellen 14 auch auf einer anderen geeigneten Technologie basieren.

Die zylindrische Form der Energiespeicherzellen 14 ist ebenfalls optional, sodass auch jede andere geeignete Form bzw. Geometrie gewählt werden kann. So ist es insbesondere auch möglich, dass die Energiespeicherzellen 14 als Pouchzellen ausgestaltet sind.

Es ist zudem auch möglich, dass der Akkumulator 2 sowohl zylindrische Energiespeicherzellen als auch Pouch-Zellen enthält. Es ist insbesondere möglich, dass der Akkumulator 2 eine einzige zylindrische Energiespeicherzelle und eine einzige Pouchzelle enthält.

Die Steuerungseinrichtung 17 regelt und steuert verschiedene Funktionen des Akkumulators 2. Darüber hinaus ist die Steuerungseinrichtung 17 so mit den Energiespeicherzellen 14 und der Akku-Schnittstelle 15 über entsprechende Leitungen 20 verbunden, dass elektrische Energie von den Energiespeicherzellen 14 über die Steuerungseinrichtung 17 zu der Akku-Schnittstelle 15 gelangen kann.

Zum wiederlösbaren mechanischen Koppeln des Akkumulators 2 mit der Werkzeugmaschine 1 enthalt das System aus Werkzeugmaschine 1 und Akkumulator 2 eine Schienenvorrichtung 21. Wie in den Figuren angedeutet ist die Schienenvorrichtung 21 zwischen der Akku-Schnittstelle 15 und der Werkzeugmaschinenschnittstelle 12 positioniert, sodass der Akkumulator 2 entlang der Schienenvorrichtung 21 und in Pfeilrichtung C auf die Werkzeugmaschine 1 geschoben und in Pfeilrichtung D wieder von der Werkzeugmaschine 1 entfernt (abgeschoben) werden kann. Wenn der Akkumulator 2 mit Hilfe der Schienenvorrichtung 21 mit der Werkzeugmaschine 1 gekoppelt ist, steht der Pluskontakt P, der Minuskontakt M sowie der Kommunikationskontakt K des Akkumulators 2 mit den entsprechenden Plus- und Minuskontakten P, M sowie dem Kommunikationskontakt K der Werkzeugmaschine 1 in Kontakt. Elektrische Energie sowie elektrische Signale können dann von dem Akkumulator 2 zu der Werkzeugmaschine 1 gelangen.

Eine (in den Figuren nicht gezeigte) Verriegelungsvorrichtung dient zum wiederlösbaren Verbinden des Akkumulators 2 mit der Werkzeugmaschine 1 .

Die Vergusskammer 16 ist im Wesentlichen als Wanne mit einem Hohlraum 22 ausgestaltet. In dem Hohlraum 22 sind die Energiespeicherzellen 14 positioniert.

Des Weiteren ist die Vergusskammer 16 so ausgestaltet, dass flüssiges Vergussmaterial VM eingeführt werden kann und gehalten wird. In den Akkumulator 2 gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels ist zu einer Vielzahl an Energiespeicherelementen 14 ein erstes Vergussmaterial VM1 und zweites Vergussmaterial VM2 gefüllt.

Das erste Vergussmaterial VM1 weist dabei eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf als das zweite Vergussmaterial VM2.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beträgt die Wärmeleitfähigkeit des ersten Vergussmaterials VM1 0,8 W/(m*K).

Die Wärmeleitfähigkeit des zweiten Vergussmaterials VM2 beträgt hingegen 0,2 W/(m*K).

Alternativ kann die Wärmeleitfähigkeit des ersten Vergussmaterials VM1 0,75 bis 1 W/(m*K). Der Wert der Wärmeleitfähigkeit des zweiten Vergussmaterials VM2 beträgt dabei im Wesentlichen die Hälfte des Werts der Wärmeleitfähigkeit des ersten Vergussmaterials VM1. Alternativ kann der Wert der Wärmeleitfähigkeit des zweiten Vergussmaterials VM2 lediglich ein Viertel (= 1/4) des Werts der Wärmeleitfähigkeit des ersten Vergussmaterials VM1 betragen.

Darüber hinaus weist das zweite Vergussmaterial VM2 eine geringere elektrische Leitfähigkeit (spezifischen elektrischen Widerstand, d.h. mindestens 10 ¹⁰ Q cm) auf als das erste Vergussmaterial VM1. Der Wert der elektrischen Leitfähigkeit des ersten Vergussmaterials VM1 ist dabei wenigstens doppelt so groß wie der Wert der elektrischen Leitfähigkeit des zweiten Vergussmaterials VM2.

Wie insbesondere in den Figuren 2 und 3 angedeutet, ist die Vergusskammer 16 nicht zu denselben Volumenanteilen mit dem ersten und zweiten Vergussmaterial VM1 , VM2 angefüllt. Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel füllt das erste Vergussmaterial VM1 ungefähr 70% des Volumens der Vergusskammer 16. Das zweite Vergussmaterial VM2 befüllt hingegen ungefähr 20% des Volumens der Vergusskammer 16. Die verbleibenden 10% des Volumens der Vergusskammer 16 sind mit Luft gefüllt. Das ersten und zweite Vergussmaterial VM1 , VM2 sind so in der Vergusskammer 16 positioniert, dass das zweite Vergussmaterial VM2 einen oberen Anteil der Energiespeicherzellen 14 mit der jeweiligen Kontakteinrichtung 18 umhüllt. Ein Anteil der Kontakteinrichtung 18 bleibt dabei frei von dem zweiten Vergussmaterial VM2, sodass jeweils eine Leitung 20 von einem freien (unbedeckten) Ende der Kontakteinrichtung 18 zu der Steuerungseinrichtung 17 führt.

Alternativ kann das erste Vergussmaterial 70% des Volumens der Vergusskammer 16 und das zweite Vergussmaterial VM2 30% des Volumens der Vergusskammer 16 befüllen, sodass kein Volumen der Vergusskammer 16 mehr mit Luft gefüllt ist. Durch den relativ hohen Anteil an dem zweiten Vergussmaterial VM2 ist eine nahezu optimale Wärmeabfuhr von den Energiespeicherzellen 14 gewährleistet.

Bezuqszeichenliste

1 Werkzeugmaschine

2 Akkumulator

3 Werkzeugmaschinengehäuse

3a Oberseite des Werkzeugmaschinengehäuses

3b Unterseite des Werkzeugmaschinengehäuses

3c vorderes Ende des Werkzeugmaschinengehäuses

3d hinteres Ende des Werkzeugmaschinengehäuses

4 Werkzeugaufnahme

5 Handgriff

5a oberes Ende des Handgriffs

5b unteres Ende des Handgriffs

6 Werkzeug

7 Antrieb

8 Getriebe

9 Abtriebswelle

10 Steuereinheit

11 Betätigungsschalter

12 Werkzeugmaschinenschnittstelle

13 Akku-Gehäuse

14 Energiespeicherzellen

15 Akku-Schnittstelle

16 Vergusskammer

17 Steuerungseinrichtung

18 Kontakteinrichtung

19, 20 Leitung

21 Schienenvorrichtung

22 Hohlraum

P Pluskontakt

M Minuskontakt

K Kommunikationskontakt