SYSTEM MIT EINER WERKZEUGMASCHINE UND EINER ENERGIEVERSORGUNGSVORRICHTUNG, SOWIE SCHNITTSTELLE UND ENERGIEVERSORGUNGSVORRICHTUNG

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft ein System umfassend eine Werkzeugmaschine und eine Energieversorgungsvorrichtung, wobei die Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung der Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie vorgesehen ist. Die Energieversorgungsvorrichtung kann über eine Schnittstelle lösbar mit der Werkzeugmaschine verbunden werden, wobei die Schnittstelle mindestens einen weiblichen Kontaktpartner und einen männlichen Kontaktpartner umfasst. Der weibliche Kontaktpartner und der männliche Kontaktpartner liegen mindestens einem ersten Kontaktbereich und in einem zweiten Kontaktbereich in Kontakt miteinander vor. Der erste Kontaktbereich kann von einer ersten Kontaktnormalkraft definiert werden, während der zweite Kontaktbereich von einer zweiten Kontaktnormalkraft definiert werden kann, wobei die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft unterschiedliche Orientierungen aufweisen. Die Schnittstelle kann darüber hinaus ein elastisches Mittel zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen dem männlichen Kontaktpartner und dem weiblichen Kontaktpartner aufweisen. In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung eine Schnittstelle zur Übertragung von elektrischer Energie, sowie eine Energieversorgungsvorrichtung.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein System umfassend eine Werkzeugmaschine und eine Energieversorgungsvorrichtung, wobei die Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung der Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie vorgesehen ist. Die Energieversorgungsvorrichtung kann über eine Schnittstelle lösbar mit der Werkzeugmaschine verbunden werden, wobei die Schnittstelle mindestens einen weiblichen Kontaktpartner und einen männlichen Kontaktpartner umfasst. Der weibliche Kontaktpartner und der männliche Kontaktpartner liegen mindestens einem ersten Kontaktbereich und in einem zweiten Kontaktbereich in Kontakt miteinander vor. Der erste Kontaktbereich kann von einer ersten Kontaktnormalkraft definiert werden, während der zweite Kontaktbereich von einer zweiten Kontaktnormalkraft definiert werden kann, wobei die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft unterschiedliche Orientierungen aufweisen. Die Schnittstelle kann darüber hinaus ein elastisches Mittel zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen dem männlichen Kontaktpartner und dem weiblichen Kontaktpartner aufweisen. In weiteren Aspekten betrifft die Erfindung eine Schnittstelle zur Übertragung von elektrischer Energie, sowie eine Energieversorgungsvorrichtung.

Hintergrund der Erfindung:

[0002] Sogenannte kabellose Werkzeugmaschinen, wie beispielsweise Akku-Schrauber, Bohrmaschinen, Sägen, Schleifgeräte, oder dergleichen, können zur Energieversorgung mit einer Energieversorgungsvorrichtung verbunden werden. Die Energieversorgungsvorrichtung kann beispielsweise als Akkumulator ("Akku") ausgebildet sein oder einen solchen umfassen. Akkumulatoren weisen üblicherweise eine Vielzahl an Energiespeicherzellen auf, auch Akku-Zellen genannt, mit deren Hilfe elektrische Energie aufgenommen, gespeichert und wieder abgegeben werden kann. Wenn der Akkumulator mit einer Werkzeugmaschine verbunden ist, kann die in den Energiespeicherzellen gespeicherte elektrische Energie an die Verbraucher (z.B. ein bürstenloser Elektromotor) der Werkzeugmaschine zugeführt werden. Zum Aufladen, d.h. Befüllen der Energiespeicherzellen mit elektrischer Energie, wird der Akkumulator mit einer Ladevorrichtung, wie einem Ladegerät, verbunden, sodass elektrische Energie zu den Energiespeicherzellen gelangen kann.

[0003] Bei der Verwendung bzw. beim Arbeiten mit einer akku-betriebenen Werkzeugmaschine kann es zu nicht-unerheblichen Vibrationen und Erschütterungen an der Werkzeugmaschine sowie an der mit der Werkzeugmaschine verbundenen Energieversorgungsvorrichtung kommen. Dies ist insbesondere der Fall, wenn es sich bei der Werkzeugmaschine um ein Abrisswerkzeug, wie z.B. ein Meißel- oder Abbruchhammer, handelt. Durch die Vibrationen und Erschütterungen während der Verwendung der Werkzeugmaschine werden nahezu sämtliche Komponenten und Baugruppen der Werkzeugmaschine, sowie des Energieversorgungsvorrichtung mehr oder weniger stark belastet. Diese Belastungen können schließlich zu Beschädigungen an den jeweiligen Bauteilen oder sogar zu einem Totalausfall der ganzen Werkzeugmaschine führen.

[0004] Eine besondere technische Herausforderung stellt insofern die Schnittstelle zwischen Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung dar. An der Schnittstelle sind die elektrischen Kontakte der Werkzeugmaschine und die elektrischen Kontakte der Energieversorgungsvorrichtung ("Kontaktpartner") so miteinander verbunden, dass die in den Energiespeicherzellen gespeicherte elektrische Energie von dem Akkumulator zu der Werkzeugmaschine gelangen kann.

[0005] Insbesondere weisen konventionelle Schnittstellen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, Kontakte zur Übertragung von elektrischer Energie auf, bei denen sog. Kontaktnormalkräfte nur in einer Richtung, beispielsweise in einer Klemm- oder Steckrichtung, wirken. Unter dem Begriff "Kontaktnormalkraft" wird im Sinne der Erfindung die Kraft verstanden, die in einem Kontaktbereich zwischen den Kontaktpartnern einer Schnittstelle wirkt. Mit anderen Worten kann es sich um diejenigen Kräfte handeln, mit denen die Kontaktpartner gegeneinander gedrückt werden, um einen Kontakt zu bilden. In diesem Zusammenhang sind hohe Kontaktnormalkräfte einerseits erwünscht, um einen guten mechanischen Kontakt zwischen den Leistungskontakten zu erhalten. Andererseits sollten die Kontaktnormalkräfte auch nicht zu groß werden, um einen unerwünschten Steckzyklusverschleiß gering zu halten.

[0006] Ein weiterer Nachteil von konventionellen Schnittstellen besteht darin, dass diese häufig lediglich einen Kontaktbereich zur Übertragung der elektrischen Energie aufweisen, so dass das Energieübertragungspotential der Schnittstelle möglicherweise nicht optimal ausgenutzt wird.

[0007] Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die vorstehend beschriebenen Mängel und Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und eine Schnittstelle und ein System aus Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung bereitzustellen, mit denen die Übertragung von besonders hohen Entladeströmen bzw. großen Mengen elektrischer Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine ermöglicht und die Lebensdauer der Schnittstelle verlängert werden kann. Insbesondere würde es die Fachwelt begrüßen, wenn die Schnittstelle auch nach vielen Steck- oder Klemmzyklen noch optimal arbeiten und robust gegenüber kleineren mechanischen Abweichungen funktionieren würde.

[0008] Die Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen zu dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Beschreibung der Erfindung:

[0009] Erfindungsgemäß ist ein System umfassend eine Werkzeugmaschine und eine Energieversorgungsvorrichtung vorgesehen, wobei die Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung der Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie ausgebildet ist. Die Energieversorgungsvorrichtung kann über eine Schnittstelle lösbar mit der Werkzeugmaschine verbunden werden, wobei die Schnittstelle mindestens einen weiblichen Kontaktpartner und einen männlichen Kontaktpartner umfasst. Der weibliche Kontaktpartner und der männliche Kontaktpartner liegen in einem ersten Kontaktbereich und in einem zweiten Kontaktbereich in Kontakt miteinander vorliegen. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schnittstelle einen ersten und einen zweiten Kontaktbereich aufweist, wobei in den Kontaktbereichen der Schnittstelle der mindestens eine weibliche und der mindestens eine männliche Kontaktpartner in Kontakt zueinander vorliegen. Mithin können der mindestens eine weibliche und der mindestens eine männliche Kontaktpartner ein Paar von Leistungskontakten bilden, wobei elektrischer Strom bzw. elektrische Energie über die Kontaktbereiche zwischen den Leistungskontakten ausgetauscht wird. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, dass die elektrische Energie von der Energieversorgungsvorrichtung in Richtung der Werkzeugmaschine fließt, wenn die Energieversorgungsvorrichtung und die Werkzeugmaschine über die Schnittstelle miteinander verbunden sind. Die Übertragung der elektrischen Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine wird insbesondere durch einen Wirkkontakt zwischen dem mindestens einen weiblichen und dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner ermöglicht, wobei der Wirckontakt im Kontext der vorliegenden Erfindung durch mindestens zwei Kontaktbereiche zwischen dem mindestens einen weiblichen und dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner hergestellt bzw. gebildet wird. Durch die Vorsehung der mindestens zwei Kontaktbereiche zwischen den Leistungskontakten der Schnittstelle kann der Übergangswiderstand zwischen dem mindestens einen weiblichen und dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner erheblich reduziert werden. Dies kann vorteilhafterweise dazu führen, dass größere Ströme von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine übertragen werden können. Mithin kann die vorgeschlagene Schnittstelle höhere Entladeströme der Schnittstelle ermöglichen, so dass die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung ganz besonders gut für die Energieversorgung von besonders leistungsstarken Werkzeugmaschinen geeignet ist. Selbstverständlich kann die Schnittstelle auch mehr als zwei, d.h. beispielsweise drei, vier, fünf oder mehr, Kontaktbereiche zwischen den Kontaktpartnern aufweisen.

[0010] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Leistungskontakte als Flachkontakte ausgebildet sind. Die Schnittstelle umfasst somit Flachkontakte, die mit Vielfachkontakten, d.h. mit mindestens zwei Kontaktbereichen, eine Übertragung von elektrischer Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine ermöglichen. Dabei weisen die Vielfachkontakte vorzugsweise unterschiedlich orientierte Kontaktnormalkräfte auf. Dadurch wirken die durch die Schnittstelle bewirkten Kontaktnormalkräfte nicht nur in Klemm- oder Steckrichtung der Schnittstellstelle, sondern in unterschiedlichen Richtungen, so dass eine besonders robuste Schnittstelle bereitgestellt werden kann. Darüber hinaus kann mit der Vorsehung von Kontaktnormalkräften in unterschiedlichen Richtungen vermieden werden, dass die Kontakte bei hohen Beschleunigungen «abheben», d.h. sich unerwünschterweise voneinander lösen. Tests haben gezeigt, dass die vorgeschlagene Schnittstelle optimal geeignet ist, den Zielkonflikt zwischen einem gewünschten geringen Übergangswiderstand einerseits, der erforderlich ist, um hohe Ströme und Energiemengen zwischen den Leistungskontakten zu übertragen, und einem gewünschten geringen Steckzyklusverschleiß andererseits zu lösen. Die Schnittstelle kann vorzugsweise als Flachkontaktsystem mit mindestens einem männlichen und mindestens einem weiblichen Kontaktpartner bezeichnet werden.

[0011] Darüber hinaus kann die Vorsehung von mehr als einem Kontaktbereich zwischen dem mindestens einen weiblichen und dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner dafür sorgen, dass die Güte, Qualität und Quantität der Übertragung von elektrischer Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine weniger abhängig von Fertigungstoleranzen und Relaxationsprozessen ist. Vorteilhafterweise ist die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung weniger anfällig und auch dann noch in der Lage, hohe Entladeströme der Energieversorgungsvorrichtung sicherzustellen, wenn Fertigungsvorgaben nicht exakt eingehalten werden und kleinere mechanische Abweichungen an den Kontaktpartnern der Schnittstelle auftreten oder eine Relaxation, vor allem durch eine hohe thermische Belastung der elastischen Anfederungsbereiche zu einer Reduzierung der Kontaktnormalkraft führt.

[0012] Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Relativwege zwischen den Kontaktpartnern durch die Vorsehung von mehr als einem Kontaktbereich zwischen Leistungskontakten der Schnittstelle erheblich verkürzt werden können. Solche Relativwege zwischen den Leistungskontakten können zu Verschleiß und einer schlechteren Energieübertragung von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine führen, so dass eine Reduzierung der Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern der Schnittstelle einen wesentlichen Beitrag dazu leisten kann, das Stromübertragungsvermögen der Schnittstelle auf einem hohen Niveau zu halten und auf diese Weise die Übertragung von hohen Entladeströmen zu ermöglichen.

[0013] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der erste Kontaktbereich von einer ersten Kontaktnormalkraft definierbar ist und der zweite Kontaktbereich von einer zweiten Kontaktnormalkraft definierbar ist, wobei die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft unterschiedliche Orientierungen aufweisen. Mit anderen Worten fallen die Orientierungen oder Richtungen der beiden Kontaktnormalkräfte nicht zusammen, sondern sie unterscheiden sich. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Orientierungen und/oder Richtungen der ersten Kontaktnormalkraft und der zweiten Kontaktnormalkraft nicht übereinstimmen, sondern sich um einen Winkelbereich Delta unterscheiden. Die Formulierung, dass «ein Kontaktbereich von einer Kontaktnormalkraft definierbar ist» oder definiert wird, bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die entsprechende Kontaktnormalkraft angibt oder beschreibt, in welche Richtung die Kontaktpartner in dem entsprechenden Kontaktbereich gegeneinander wirken oder drücken. Beispielsweise kann eine erste Kontaktnormalkraft des ersten Kontaktbereichs der Schnittstelle durch die Schenkel des weiblichen Kontaktpartners definiert werden, die gegen das Schwert des männlichen Kontaktpartners drücken. Dieser leichte Druck wird insbesondere durch das elastische, federnde Material (beispielsweise Federstahl) des weiblichen Kontaktpartners bewirkt. In dem ersten Kontaktbereich kann die erste Kontaktnormalkraft beispielsweise im Wesentlichen senkrecht auf einer virtuellen Achse durch das Schwert des männlichen Kontaktpartners stehen. Mit anderen Worten kann eine virtuelle, vorzugsweise zentral durch das Schwert des männlichen Kontaktpartners verlaufende Achse erdacht werden, die im Wesentlichen senkrecht, d.h. «normal» zu der ersten Kontaktnormalkraft des ersten Kontaktbereichs der Schnittstelle verläuft. Mögliche Orientierungen der Kontaktnormalkräfte der verschiedenen Kontaktbereiche sind beispielsweise in Fig. 4 dargestellt. In Fig. 4 ist auch eine Einschubrichtung gezeigt, in der die Kontaktpartner der Schnittstelle zusammengefügt werden können. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine erste Kontaktnormalkraft im Wesentlichen senkrecht zu dieser Einschubrichtung orientiert ist, während eine zweite Kontaktnormalkraft im Wesentlichen parallel zu der Einschubrichtung orientiert ist. Auf diese Weise stehen die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zueinander. Vorzugsweise fällt die Einschubrichtung zusammen mit der virtuellen Achse, die gedanklich durch das Schwert des männlichen Kontaktpartners gelegt werden kann.

[0014] In einem zweiten Kontaktbereich können beispielsweise Anschläge des weiblichen Kontaktpartners gegen Anlageflächen des männlichen Kontaktpartners in Kontakt miteinander gelangen, so dass über die Kontaktflächen elektrischer Strom fließen kann. Der zweite Kontaktbereich kann durch eine zweite Kontaktnormalkraft beschrieben werden, die vorzugsweise angibt, in welche Richtung die beteiligten Komponenten der Kontaktpartner - hier Anschläge und Anlageflächen - aufeinander wirken oder drücken. Im Kontext der vorliegenden Erfindung kann die zweite Kontaktnormalkraft beispielsweise im Wesentlichen parallel zu der Einschubrichtung verlaufen. Es ist somit im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft unterschiedliche Orientierungen aufweisen. In dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 4 abgebildet ist, ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft im Wesentlichen senkrecht zueinander orientiert sind. Es hat sich gezeigt, dass die Anschläge des weiblichen Kontaktpartners und Anlageflächen des männlichen Kontaktpartners, die zusammen den zweiten Kontaktbereich bilden, besonders gut für die Übertragung hoher Entladeströme von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine geeignet sind, weil ein enger Kontakt zwischen den Kontaktpartnern besteht, der durch eine Anfederung von mindestens einem der Kontaktpartner weiter verbessert werden kann, wie weiter unten ausgeführt wird.

[0015] Beispielsweise kann der weibliche Kontaktpartner Anschläge aufweisen, die mit Anlage- oder Abstützflächen des männlichen Kontaktpartners zusammenwirken, um eine besonders stabile Verbindung zwischen den Kontaktpartners zu erzeugen. Wenn der weibliche Kontaktpartner genau einen Anschlag umfasst, ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass dieser eine Anschlag in einer Symmetrieebene des weiblichen Kontaktpartners angeordnet vorliegt. Wenn der weibliche Kontaktpartner zwei Anschläge aufweist, ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass dieser zwei Anschläge möglichst weit voneinander entfernt angeordnet vorliegen, um eine verbesserte Abstützung der Kontaktpartner zu gewährleisten. Die Anlage- oder Abstützflächen des männlichen Kontaktpartners können auch Rampen aufweisen, um die Herstellung der Verbindung zwischen den Kontaktpartnern zu erleichtern und mechanische Beschädigungen an den Kontaktpartnern zu verhindern.

[0016] Die Formulierung «im Wesentlichen senkrecht» stellt für den Fachmann keinen unklaren Begriff dar, weil der Fachmann weiß, dass von dieser Formulierung nicht nur solche Kontaktnormalkräfte umfasst sind, die mathematisch exakt senkrecht aufeinander stehen, sondern auch solche Kontaktnormalkräfte, die leichte Abweichungen von der mathematisch exakten Normalität aufweisen. Solche Abweichungen können beispielsweise in einem Bereich von +/- 10° oder bei +/-10 % ausgehend von einem rechten Winkel (90°) liegen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der erste Kontaktbereich von mindestens einem Schenkel des weiblichen Kontaktpartners und einem Schwert des männlichen Kontaktpartners gebildet wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der weibliche Kontaktpartner als Aufnahmeklemme gebildet ist, der vorzugsweise zwei Schenkel umfasst. Die Schenkel können beispielsweise aus einem federnden, elastischen Material gebildet sein und aufgrund der elastischen Eigenschaften des Schenkelmaterials gegen das Schwert des männlichen Kontaktpartners drücken. Durch diese Berührung des mindestens einen Schenkels des weiblichen Kontaktpartners und des Schwerts des männlichen Kontaktpartners wird vorzugsweise der erste Kontaktbereich der Schnittstelle gebildet. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass der erste Kontaktbereich von den beiden Schenkeln des weiblichen Kontaktpartners und einem mittleren Bereich des Schwerts des männlichen Kontaktpartners gebildet wird.

[0017] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass Schnittstelle mindestens ein elastisches Mittel zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen dem männlichen Kontaktpartner und dem weiblichen Kontaktpartner aufweist. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern dazu eingerichtet ist, an dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner und/oder an dem mindestens einen weiblichen Kontaktpartner anzugreifen. In einem ganz besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung greift das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Leistungskontakten der Schnittstelle an dem weiblichen Kontaktpartner an. In diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt somit beispielsweise der mindestens eine weibliche Kontaktpartner der Schnittstelle angefedert vor, wobei der mindestens eine weibliche Kontaktpartner darüber hinaus vorzugsweise an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegt. Das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung wird im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als «elastisches Mittel zur Anfederung» bezeichnet.

[0018] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern dazu eingerichtet ist, eine Vorspannung zu erzeugen, wobei die Vorspannung im Wesentlichen senkrecht zu einer ersten Kontaktnormalkraft orientiert ist. Auf diese Weise kann eine Abstützung der Vorspannung gegenüber dem männlichen Kontaktpartner, insbesondere gegenüber seinem Schwert, über ein Material mit guten Leitfähigkeitseigenschaften erfolgen. Vorzugsweise kann dadurch ein einteiliger Kontakt gebildet werden. Da sich die Komponenten des weiblichen Kontaktpartners in der Richtung der Vorspannung vorzugsweise nur am Schwert des männlichen Kontaktpartners abstützen, wird die Entstehung von Relativbewegungen zwischen dem mindestens einen weiblichen und dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner überraschend wirksam vermieden. Mit anderen Worten können mit der Erfindung und der Orientierung der Vorspannung im Wesentlichen senkrecht zu einer ersten Kontaktnormalkraft Relativbewegungen und das Auftreten von Reibung und/oder Reibkorrosion («fretting») erheblich reduziert werden. Vorteilhafterweise kann auf diese Weise der Steckzyklusverschleiß, der insbesondere durch die Kontaktnormalkräfte hervorgerufen wird, die im Wesentlichen senkrecht zu der Steckrichtung der Kontaktpartner der Schnittstelle wirken, erheblich vermindert werden, so dass die Lebensdauer der Kontaktpartner der Schnittstelle erheblich verlängert werden kann. Insbesondere drückt das mindestens eine elastische Mittel den weiblichen Kontaktpartner in Richtung des männlichen Kontaktpartners, so dass ein besonders enger mechanischer Kontakt zwischen dem weiblichen Kontaktpartner und dem männlichen Kontaktpartner entsteht. Dieser enge mechanischen Kontakt weist einen besonders geringen Übergangswiderstand auf, der zur Übertragung von hohen Entladeströmen geeignet ist, wobei überraschenderweise gleichzeitig ein geringer Steckzyklusverschleiß der Schnittstelle beobachtet wird.

[0019] Außerdem haben Tests gezeigt, dass durch die Vorsehung der Vorspannung bzw. durch die Vorsehung des mindestens einen elastischen Mittels, mit dem die Vorspannung erzeugt werden kann, eine besonders toleranzunabhängige Schnittstelle zur Verbindung einer Energieversorgungsvorrichtung mit einer Werkzeugmaschine bereitgestellt werden. Die Schnittstelle mit dem mindestens einem vorgespannten bzw. angefederten Leistungskontakt in Verbindung mit den mindestens zwei Kontaktbereichen zwischen den Leistungskontakten hat sich darüber hinaus als ausgesprochen relaxationsarm und steckverschleißarm herausgestellt. Mithin ist die vorgeschlagene Schnittstelle besonders robust gegenüber hohen elektrischen und mechanischen Belastungen. Sie weist eine lange Lebensdauer auf und ist darüber hinaus zur Übertragung von überraschend hohen Entladeströmen bzw. von großen Mengen elektrischer Ladung pro Zeiteinheit geeignet. Die Vorspannung kann darüber hinaus im Wesentlichen parallel zu der zweiten Kontaktnormalkraft orientiert sein.

[0020] Das elastische Mittel zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern kann an einem der beteiligten Kontaktpartner angreifen. Mit anderen Worten kann das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern an dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner oder an dem mindestens einen weiblichen Kontaktpartner angreifen, wobei die Kontaktpartner eine formschlüssige Verbindung zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung bilden. Mit noch anderen Worten kann das elastische Mittel an einem der Kontaktpartner, nämlich entweder dem männlichen oder den weiblichen Kontaktpartner, angreifen, um eine lösbare Verbindung zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung herzustellen. Es stellt einen wesentlichen Vorteil der Erfindung dar, dass die mit der formschlüssigen Verbindung besonders große elektrische Ströme übertragen werden können und dass überraschenderweise die Relativwege zwischen den Kontaktpartnern besonders kurz gehalten, wenn nicht gar auf ein Minimum reduziert werden können. Dadurch kann vorteilhafterweise die Lebensdauer der Schnittstelle zwischen Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung erheblich verlängert werden. Die weiblichen und die männlichen Kontaktpartner der Schnittstelle können im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als «Leistungskontakte» der Schnittstelle bezeichnet werden.

[0021] Durch die Vorsehung des mindestens einen elastischen Mittels zur Reduzierung der Relativbewegung kann auf einfache Art und Weise an den Kontaktpartnern wirkenden Vibrationen und Erschütterungen ausgeglichen werden, die zu einer Relativbewegung und sogar zu einer tatsächlichen Unterbrechung der Kontaktverbindung zwischen dem Akkumulator und der Werkzeugmaschine führen können.

[0022] Mit der Erfindung, insbesondere durch die Vorsehung des mindestens einen elastischen Mittels zur Reduzierung einer Relativbewegung, kann ein Relativweg zwischen dem männlichen und dem weiblichen Kontaktpartner der Schnittstelle erheblich reduziert werden, so dass mechanische Reibungsverluste und elektrische Stromführungsverluste zwischen den Kontaktpartner in einem erheblichem Umfang vermindert werden können. Insbesondere kann mit der Erfindung ein Relativweg zwischen dem männlichen und dem weiblichen Kontaktpartner der Schnittstelle auf beispielsweise weniger als 0,3 mm µm, vorzugsweise weniger als 0,1 mm und besonders bevorzugt auf weniger als 0,05 mm reduziert werden.

[0023] Die Reduzierung der Relativbewegungen bzw. die Verkürzung der Relativwege der Kontaktpartner der Schnittstelle hat mehrere vorteilhafte Effekte. Ein erster Effekt betrifft die Relativbewegungen bzw. die Relativwege zwischen den Kontaktpartnern, die die formschlüssige Verbindung zwischen Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung erzeugen. Diese Relativbewegungen bzw. die Relativwege können ünerwünschterweise den Übergangswiderstand der Schnittstelle erhöhen, wobei diese Erhöhung zunächst unabhängig von dem Verschleißzustand der Schnittstelle ist. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die erhöhten Übergangswiderstände auch bereits im Neuzustand eines Systems aus Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung auftreten können, wenn es in der Schnittstelle zwischen den Systembestandteilen zu unerwünschten Relativbewegungen der Kontaktpartner der Schnittstelle kommt. Darüber hinaus können die Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern zu Verschleiß und später Oxidation führen, so dass der Übergangswiderstand der Schnittstelle nachteiligerweise weiter steigen kann. Insbesondere kann ein Verschleiß der edlen Schichten der Kontaktpartner auftreten, welcher später zu atmosphärischer Oxidation unter Einbeziehung des Luftsauerstoffs und/oder zu Reiboxidation führt. Indem die Erfindung die Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern und damit den Übergangswiderstand erheblich vermindert, leistet sie einen wesentlichen Beitrag dazu, dass mit der vorgeschlagenen Schnittstelle besonders große elektrische Ströme von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine übertragen werden können. Außerdem vermindert die Erfindung einen unerwünschten Verschleiß der Kontaktpartner und leistet somit einen ebenso wertvollen Beitrag zur Erhöhung der Lebensdauer der Schnittstelle.

[0024] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die elastischen Mittel zur Verkürzung der Relativwege zwischen den Leistungskontakten der Schnittstelle zu einer mechanischen Entkopplung zwischen Werkzeugmaschine und Einheit aus männlichen und weiblichen Kontaktpartner führen. Alternativ können die elastischen Mittel zu einer mechanischen Entkopplung zwischen Energieversorgungsvorrichtung und Einheit aus männlichen und weiblichen Kontaktpartner führen. Aufgrund der mechanischen Entkopplung wird eine etwaige unerwünschte Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern nicht übertragen, sondern vorteilhafterweise von dem elastischen Mittel kompensiert.

[0025] Tests haben gezeigt, dass mit der Erfindung ein unerwünschtes Ansteigen der Temperatur im Kontaktbereich zwischen dem männlichen Kontaktpartner und dem weiblichen Kontaktpartner wirkungsvoll vermieden werden kann. Beispielsweise kann die Temperatur, die im Kontaktbereich zwischen den Kontaktpartnern gemessen wird, um bis zu 30 Grad reduziert werden, da die Güte und die Qualität des Kontakts zwischen den Kontaktpartner mit der Erfindung, d.h. durch die Vorsehung der elastischen Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung, erheblich verbessert werden kann. Die Verbesserung des Übergangswiderstands führt vorteilhafterweise zu einer erhöhten Stromtragfähigkeit der Schnittstelle, so dass mit der Erfindung Werkzeugmaschinen in größeren Leistungsklassen, d.h. besonders leistungsstarke Werkzeugmaschinen, betrieben bzw. mit elektrischer Energie versorgt werden können. Die Verringerung der Verlustleistung im Übergangswiderstand kann vorteilhafterweise zu einer reduzierten thermischen Belastung der umgebenden Bauteile führen. Insbesondere Bauteile aus thermoplastischem Material können dadurch wirksam vor Beschädigungen durch zu große Wärmeeinwirkung geschützt werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass derjenige Kontaktpartner, an dem das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung angreift, beweglich gelagert ist. Mit anderen Worten kann derjenige Kontaktpartner, mit dem das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung wirkverbunden ist, beweglich gelagert sein. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der beweglich gelagerte Kontaktpartner und/oder die beweglich gelagerte Aufnahmevorrichtung angefedert ist. Wenn mehr als ein Kontaktpartner pro Verbindungspartner der Schnittstelle vorhanden ist oder wenn die Werkzeugmaschine und/oder die Energieversorgungsvorrichtung mehr als eine Aufnahmevorrichtungen aufweisen, kann es im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass die beweglich gelagerten Kontaktpartner und/oder die beweglich gelagerten Aufnahmevorrichtungen angefedert sind. Auf diese Weise können die Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern und der Übergangswiderstand weiter erheblich vermindert und die Lebensdauer der Schnittstelle erheblich verlängert werden. Darüber hinaus kann es bevorzugt sein, dass das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung an eine später beschriebene Aufnahmevorrichtung angreift. Die Aufnahmevorrichtung kann männliche und/ oder weibliche Leistungskontakte aufnehmen und ebenfalls beweglich gelagert sein. Die Aufnahmevorrichtung ist insbesondere dann beweglich gelagert, wenn sie mit dem mindestens einen elastischen Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Leistungskontakten wirkverbunden ist bzw. wenn diese elastischen Mittel an der Aufnahmevorrichtung angreifen. Die Formulierung, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern dazu eingerichtet ist, an dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner oder an dem mindestens einen weiblichen Kontaktpartner anzugreifen, bedeutet im dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem einzelne Kontaktpartner in einer Aufnahmevorrichtung angeordnet vorliegen, bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern dazu eingerichtet ist, an der Aufnahmevorrichtung, in der einzelne Kontaktpartner enthalten sind, anzugreifen. Die Aufnahmevorrichtung kann einen Kontaktblock bzw. einen Kontaktmittelblock bilden, der mit Hilfe der elastischen Mittel beweglich bzw. angefedert gelagert sein kann. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Aufnahmevorrichtung die Kontaktpartner eines Verbindungspartners der Schnittstelle, also Werkzeugmaschine oder Energieversorgungsvorrichtung, umfasst. Es kann allerdings im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass mehrere Aufnahmevorrichtungen vorgesehen sind, die jeweils eine Teilmenge der Kontaktpartner eines Verbindungspartners aufnehmen können. Vorzugsweise können auch dieses mehreren Aufnahmevorrichtungen dadurch angefedert sein, dass das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung an diesen mehreren Aufnahmevorrichtungen angreift. Dabei können die Aufnahmevorrichtungen die Leistungskontakte, d.h. die weiblichen und männlichen Kontaktpartner, und/oder die Kommunikationselemente umfassen. Es ist im Kontext der Erfindung bevorzugt, das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung auch als «elastisches Mittel zur Anfederung» zu bezeichnen.

[0026] Vorzugsweise ist derjenige Kontaktpartner, an dem das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung angreift, im verbundenen Zustand relativ zur Werkzeugmaschine oder relativ zur Energieversorgungsvorrichtung beweglich gelagert. Wenn die Anfederung auf Seiten der Werkzeugmaschine erfolgt, d.h. das mindestens eine elastische Mittel an den Kontaktpartner bzw. der Aufnahmevorrichtung der Werkzeugmaschine angreift, führt die so ausgestaltete Anfederung im Bereich der Werkzeugmaschine vorzugsweise dazu, dass der entsprechende Kontaktpartner im verbundenen Zustand relativ zur Werkzeugmaschine beweglich gelagert ist. Wenn die Anfederung auf Seiten der Energieversorgungsvorrichtung erfolgt, d.h. das mindestens eine elastische Mittel an den Kontaktpartner bzw. der Aufnahmevorrichtung der Energieversorgungsvorrichtung angreift, führt die so ausgestaltete Anfederung im Bereich der Energieversorgungsvorrichtung vorzugsweise dazu, dass der entsprechende Kontaktpartner im verbundenen Zustand relativ zur Energieversorgungsvorrichtung beweglich gelagert ist.

[0027] Die Formulierung, wonach das elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern dazu eingerichtet ist, an dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner und/oder an dem mindestens einen weiblichen Kontaktpartner anzugreifen, umfasst zum einen die Möglichkeit, dass das elastische Mittel an einer der Gruppen von Kontaktpartnern angreift, beispielsweise an allen Kontaktpartnern, die an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen, oder an allen Kontaktpartnern, die an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegen. Es kann aber im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass sowohl die Werkzeugmaschine, als auch die Energieversorgungsvorrichtung elastische Mittel zur Anfederung ihrer Kontaktpartner umfassen. In dieser Ausgestaltung der Erfindung greift das elastische Mittel an dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner und an dem mindestens einen weiblichen Kontaktpartner an. Wenn eine oder beide Gruppen der Kontaktpartner in einer Aufnahmevorrichtung angeordnet vorliegen, kann das elastische Mittel an einer der Aufnahmevorrichtungen angreifen. Wenn die Kontaktpartner von sowohl der Energieversorgungsvorrichtung, als auch der Werkzeugmaschine eine Aufnahmevorrichtung aufweisen, kann das elastische Mittel auch an beiden Aufnahmevorrichtungen angreifen. Ein Angreifen an sowohl den Kontaktpartnern der Werkzeugmaschine, als auch an den Kontaktpartnern der Energieversorgungsvorrichtung kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass bei einem der Verbindungspartner - Energieversorgungsvorrichtung oder Werkzeugmaschine - eine harte Feder verwendet wird und beim anderen Verbindungspartner - Werkzeugmaschine oder Energieversorgungsvorrichtung - eine weiche(re) Feder. Der Begriff «harte Feder» ist im Sinne der Erfindung als eine Feder mit einer hohen Federsteifigkeit zu verstehen, während der Begriff «weiche Feder» ist im Sinne der Erfindung als eine Feder mit einer geringeren Federsteifigkeit zu verstehen ist.

[0028] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der mindestens eine männliche Kontaktpartner an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegt. Die männlichen Kontaktpartner können Schwerter umfassen, die in einen weiblichen Kontaktpartner der Schnittstelle bzw. des anderen Systembestandteils eingeführt werden können. Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass die männlichen Kontaktpartner in Form von stiftartigen Steckern oder Schwertern und die weiblichen Kontaktpartner der Schnittstelle in Form von Klemmen mit elastisch verformbaren Schenkeln zur Aufnahme der stiftartigen Stecker oder Schwerter ausgestaltet sind. Der männliche Kontaktpartner kann von einem vorstehenden Bereich und einem Anschlag gebildet werden, wobei der vorstehende Bereich in einem gesteckten Zustand der Schnittstelle, in dem die Energieversorgungsvorrichtung mit der Werkzeugmaschine verbunden vorliegt (daher auch: «verbundener Zustand»), in einem der weiblichen Kontaktpartner eingeführt vorliegt. Im unverbundenen Zustand können die Werkzeugmaschine und die Energieversorgungsvorrichtung unabhängig und voneinander getrennt vorliegen. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Energieversorgungsvorrichtung aufgeladen wird und sich in einem Ladegerät zum Aufladen befindet. Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass der mindestens eine männliche Kontaktpartner an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegt.

[0029] Die Energieversorgungsvorrichtung kann vorzugsweise mindestens einen Akkumulator («Akku») umfassen, wobei die Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die Werkzeugmaschine mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Abgabe von elektrischer Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine erfolgt insbesondere im verbundenen Zustand, in dem die Werkzeugmaschine über die Schnittstelle mit der Energieversorgungsvorrichtung verbunden vorliegt. Die weiblichen und männlichen Kontaktpartner greifen im verbundenen Zustand ineinander, so dass über einen Kontaktbereich zwischen den Kontaktpartner elektrischer Strom bzw. elektrische Energie fließen kann. Tests haben gezeigt, dass durch die Verwendung des mindestens einen elastischen Mittels zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen den Kontaktpartner, das an einem der Kontaktpartner angreift, deutlich höhere Ströme übertragen werden können als bei konventionellen Kontaktsystemen, wie sie aus dem Stand der Technik der Fall ist. Beispielsweise ermöglicht die Erfindung die Übertragung von Strömen in einem Bereich von mehr als 50 Ampère, bevorzugt mehr als 70 Ampère oder besonders bevorzugt mehr als 100 Ampère.

[0030] Der Grund dafür, dass mit der vorgeschlagenen Schnittstelle, die mindestens ein elastisches Mittel aufweist, höhere elektrische Ströme von der Energieversorgungsvorrichtung in Richtung der Werkzeugmaschine fließen können, liegt in der Entkopplung der Energieversorgungsvorrichtung von dem mindestens einen Kontaktpaar aus weiblichem und männlichem Kontaktpartner. Diese Entkopplung wird weiter unten ausgeführt.

[0031] Das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung kann vorzugsweise mindestens ein elastisches Element, wie eine Feder, umfassen. Das elastische Element kann dabei in Form einer Feder und insbesondere einer Spiral-, Biege- oder Schraubenfeder ausgestaltet sein. Alternativ kann das elastische Element als ein Bauteil aus einem elastisch verformbaren Werkstoff ausgestaltet ist. Als Werkstoff ist dabei auch ein Elastomer möglich. Hierdurch kann auf einfache Art und Weise einer vibrationsbedingten Bewegung des Anschlusselements in mehreren Richtungen, d.h. nicht nur in der Richtung zu oder entgegen dem Anschlusselement, entgegengewirkt werden. Darüber hinaus können die unerwünschten Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern der Schnittstelle durch die Verwendung eines elastischen Elements wirksam verkürzt werden.

[0032] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der männliche Kontaktpartner beim Eindringen in den weiblichen Kontaktpartner das mindestens eine elastische Mittel zusammendrückt, so dass das elastische Mittel in einen Spannungszustand gebracht werden. Alternativ oder ergänzend kann auch der mindestens eine männliche Kontaktpartner angefedert sein. Der Begriff «Anfederung» ist im Sinne der Erfindung so zu verstehen, dass der angefederte Kontaktpartner mit den elastischen Mitteln zu Reduzierung der Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern wirkverbunden ist. Mit anderen Worten können die elastischen Mittel zu Reduzierung der Relativbewegungen zwischen den Kontaktpartnern an einem der Kontaktpartner angreifen, wodurch vorteilhafterweise eine Anfederung des entsprechenden Kontaktpartners erreicht wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Mittel in dem gesteckten Zustand, in dem die Energieversorgungsvorrichtung und die Werkzeugmaschine miteinander verbunden vorliegen, in einem Spannungs- oder gespannten Zustand vorliegt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die elastischen Mittel auch im nicht-verbauten Zustand vorgespannt sind, wobei dadurch ein Kraftfluss innerhalb der Energieversorgungsvorrichtung geschlossen wird. Der mindestens eine weibliche Kontaktpartner kann sich dadurch auf der Energieversorgungsvorrichtung abstützen. Durch die Spannung das mindestens eine elastische Mittels zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern, insbesondere im verbundenen Zustand des Kontaktsystems, werden die männlichen und die weiblichen Kontaktpartner fest aneinander gedrückt, so dass sich ein besonders guter Kontakt zwischen den Kontaktpartnern ausbildet. Aufgrund dieser «angefederten» Kontaktierung der Kontaktpartner bzw. aufgrund des besonders engen Kontakts der Kontaktpartner kann die Leistungsdichte des erzeugten Kontakts erheblich erhöht werden, so dass mithin eine Übertragung von elektrischen Strömen in einem Bereich von mehr als 50 Ampère, bevorzugt mehr als 70 Ampère oder besonders bevorzugt mehr als 100 Ampère ermöglicht wird. Außerdem kann die Lebenszeit des vorgeschlagenen Kontaktsystems wesentlich verlängert werden, so dass das vorgeschlagene Kontaktsystem besonders gut für Energieversorgungsvorrichtungen mit langen Lebenszeiten und/oder hohen Abgabeströmen geeignet ist, weil die höheren mechanischen und/oder elektrischen Anforderungen an eine Schnittstelle durch die Erfindung optimal erfüllt werden können.

[0033] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der mindestens eine weibliche Kontaktpartner an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegt. Der mindestens eine weibliche Kontaktpartner kann vorzugsweise von einer Aufnahmeklemme gebildet werden, die dazu eingerichtet ist, das Schwert des männlichen Kontaktpartners aufzunehmen. Der weibliche Kontaktpartner kann dazu zwei Schenkel aus einem elastischen Material aufweisen, wobei die Schenkel bei der Einführung des männlichen Kontaktpartners auseinandergedrückt werden, so dass der männliche Kontaktpartner in einem Innenraum des weiblichen Kontaktpartners bzw. der Aufnahmeklemme zu liegen kommt. In diesem Fall wird im Sinne der Erfindung von dem verbundenen oder gesteckten Zustand der Schnittstelle gesprochen. Aufgrund der Elastizität des Materials, aus dem die Schenkel des weiblichen Kontaktpartners gebildet sind, drücken sich die Schenkel der Aufnahmeklemme des weiblichen Kontaktpartners in diesem verbundenen Zustand an das Schwert bzw. den vorstehenden Bereich des männlichen Kontaktpartners, so dass ein Kontaktbereich zwischen den Kontaktpartner geschaffen wird. Vorzugsweise wird elektrischer Strom bzw. elektrische Energie über diesen Kontaktbereich zwischen den Kontaktpartnern ausgetauscht, so dass Strom bzw. elektrische Energie von der Energieversorgungsvorrichtung in Richtung der Werkzeugmaschine fließen kann. Es kann im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass der mindestens eine weibliche Kontaktpartner an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegt.

[0034] Die Schenkel des weiblichen Kontaktpartners können vorzugsweise Federstahl umfassen oder auf diesem gefertigt sein. Neben Federstahl können auch andere Metalle, Metalllegierungen oder Kunststoffe mit elastischen Eigenschaften zur Herstellung der weiblichen Kontaktpartner verwendet werden. Ganz besonders bevorzugt können Materialien mit einer guten Leitfähigkeit, einer hohen Streckgrenze und/oder geringen Relaxationen sein, wie beispielsweise CuFe2P oder CuCrSiTi.

[0035] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schenkel des weiblichen Kontaktpartners bzw. der Aufnahmeklemme im Kontaktbereich einen minimalen Abstand aufweisen, um einen besonders guten Kontakt zu dem männlichen Kontaktpartner zu ermöglichen. Vorzugsweise weist der weibliche Kontaktpartner im Kontaktbereich zum männlichen Kontaktpartner eine Verjüngung auf, die durch den minimalen Abstand zwischen den Schenkeln des weiblichen Kontaktpartners definiert wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schenkel des weiblichen Kontaktpartners im Kontaktbereich bzw. im Bereich der Verjüngung bzw. im Bereich des minimalen Schenkelabstands Kupfer aufweisen oder mit einer Kupferschicht beschichtet sind. Darüber hinaus können Beschichtungen verwendet werden, die Nickel und/oder Silber umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Durch das Beschichtungsmaterial, das vorzugsweise im Kontaktbereich zwischen männlichen und weiblichen Kontaktpartner der vorgeschlagenen Schnittstelle vorliegt, kann der Stromfluss bzw. der Fluss von elektrischer Energie von der Energieversorgungsvorrichtung an die Werkzeugmaschine weiter optimiert werden, so dass insbesondere auch hohe Ströme, wie beispielsweise 50 Ampère, 70 Ampère oder 100 und mehr Ampère durch die Schnittstelle fließen können.

[0036] Dadurch, dass die Energieversorgungsvorrichtung lösbar durch die Schnittstelle mit der Werkzeugmaschine verbunden ist, liegen die jeweiligen elektrischen Kontakte der Werkzeugmaschine sowie der Energieversorgungsvorrichtung vorzugsweise kraftschlüssig aneinander an. Der weibliche Kontaktpartner kann dabei eine bevorzugt federnd gelagerten Klammer oder Aufnahmeklemme umfassen, während der männliche Kontaktpartner ein in die Klammer oder die Aufnahmeklemme einführbares Einschubelement aufweisen kann.

[0037] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung mindestens ein elastisches Element umfasst. Vorzugsweise können der männliche Kontaktpartner und der weibliche Kontaktpartner im verbundenen Zustand eine Einheit bilden, die durch das Einführen des männlichen Kontaktpartners in den weiblichen Kontaktpartner hergestellt wird. Es ist in dieser Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, dass die elastischen Mittel zur Reduzierung des Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern mit der Einheit aus weiblichem und männlichen Kontaktpartner wirkverbunden ist, d.h an der Einheit oder einem der Kontaktpartner der Schnittstelle angreift. Die Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner kann im verbundenen Zustand so in Richtung der Werkzeugmaschine oder in Richtung der Energieversorgungsvorrichtung gedrückt werden, dass sich die Energieversorgungsvorrichtung unabhängig von der Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner bewegen kann. Dadurch wird eine Entkopplung der schwingungsempfindlichen Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner von der Energieversorgungsvorrichtung bewirkt, wobei die Entkopplung von Einheit und Energieversorgungsvorrichtung die Belastbarkeit der Schnittstelle, ihre Lebensdauer und ihre Robustheit gegenüber unerwünschter Erwärmung deutlich verbessert. Überraschenderweise kann der Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner durch die Vorsehung des mindestens einen elastischen Mittels zur Reduzierung der Relativbewegung ein Bewegungsraum gegeben werden, der im Sinne der Erfindung als «Spiel» bezeichnet wird. Innerhalb dieses Bewegungsraums kann sich die Einheit bewegen, ohne an die Grenzwände des Bewegungsraums anzustoßen. Wenn die Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner ortsfest zur Werkzeugmaschine oder zu der Energieversorgungsvorrichtung gelagert ist, kann sich die Energieversorgungsvorrichtung unabhängig von der Einheit um diese herum bewegen, so dass die Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung entkoppelt von der berührungs- und schwingungsempfindlichen Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner ist.

[0038] Tests haben gezeigt, dass durch die Vorsehung der elastischen Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung an der Schnittstelle die Reibkorrosion («fretting») zwischen den Kontaktpartnern der Schnittstelle erheblich reduziert werden kann. Dadurch kann beispielsweise entweder auf weniger hochwertige, kostengünstige Beschichtungen der Kontaktpartner zurückgegriffen werden, oder der Einsatz des mindestens einen elastischen Mittels zur Reduzierung der Relativbewegung führt zu einer längeren Lebensdauer der Schnittstelle und zu einer höheren Leistungsdichte, wobei eine höhere Leistungsdichte im Sinne der Erfindung bevorzugt bedeutet, dass höhere elektrische Ströme durch die Schnittstelle aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner übertragen werden können.

[0039] Die Erfindung kann eine unerwünschte Bewegung bzw. ein Schwingen der Energieversorgungsvorrichtung zwar nicht verhindern, aber das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung trägt vorteilhafterweise dafür Sorge, dass die berührungs- und schwingungsempfindlichen Paare aus den männlichen und weiblichen Kontaktpartnern von der Energieversorgungsvorrichtung entkoppelt und so vor deren Bewegungen und Schwingungen geschützt sind.

[0040] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass mindestens je ein männlicher und ein weiblicher Kontaktpartner eine Einheit bilden, wobei diese Einheit in einem verbundenen Zustand entkoppelt von einer Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung vorliegt. Vorteilhafterweise wird diese Entkopplung der Einheit aus männlichem und weiblichem Kontaktpartner und der Energieversorgungsvorrichtung insbesondere durch das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung bewirkt, das an einem der Kontaktpartner oder an der Einheit aus mindestens je einem männlichen und weiblichen Kontaktpartner angreift. Mit anderen Worten ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die elastischen Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern dazu eingerichtet sind, an einem der Kontaktpartner oder an der Einheit aus je einem männlichen und weiblichen Kontaktpartner anzugreifen. Die Entkopplung der der Einheit von der Energieversorgungsvorrichtung ergibt sich insbesondere dann, wenn das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativwege zwischen den Kontaktpartnern an der Energieversorgungsvorrichtung vorliegt. Es kann aber im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativwege zwischen den Kontaktpartnern an der Werkzeugmaschine vorliegt. In diesem Fall kann die Einheit aus männlichen und weiblichen Kontaktpartnern vorzugsweise von der Werkzeugmaschine entkoppelt vorliegen.

[0041] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schnittstelle einen bis acht, bevorzugt zwei bis sechs und am meisten bevorzugt vier weibliche Kontaktpartner aufweist. Vorzugsweise weist die Schnittstelle eine korrespondieren Anzahl von männlichen Kontaktpartner auf, so dass je ein männlicher Kontaktpartner und ein weiblicher Kontaktpartner ein Kontaktpaar bilden können. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die männlichen Kontaktpartner an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegen, während die weiblichen Kontaktpartner an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen. Selbstverständlich kann es im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass die männlichen Kontaktpartner an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen, während die weiblichen Kontaktpartner an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegen.

[0042] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schnittstelle eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme von mindestens einem weiblichen Kontaktpartner und/oder von mindestens einem männlichen Kontaktpartner umfasst. Mit anderen Worten kann die Aufnahmevorrichtung dazu eingerichtet sein, mindestens einen weiblichen Kontaktpartner oder mindestens einen männlichen Kontaktpartner oder mindestens einen weiblichen und mindestens einen männlichen Kontaktpartner aufzunehmen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Aufnahmevorrichtung mindestens einen weiblichen Kontaktpartners aufnehmen. Es kann im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass die weiblichen Kontaktpartner einzeln an der Schnittstelle angeordnet vorliegen oder dass sie Bestandteil einer Aufnahmevorrichtung sind, wobei die einzelnen weiblichen Kontaktpartner oder die Aufnahmevorrichtung entweder Bestandteile der Werkzeugmaschine oder der Energieversorgungsvorrichtung sein können. Es ist im Sinne der Erfindung am allermeisten bevorzugt, dass die einzelnen weiblichen Kontaktpartner oder die Aufnahmevorrichtung Bestandteile der Energieversorgungsvorrichtung sind/ist.

[0043] Die Aufnahmevorrichtung kann eine Schublade oder eine Kassette bilden, in der weiblicheKontaktpartner und/oder männliche Kontaktpartner aufgenommen werden können. Es kann auf diese Weise vorteilhafterweise ein Kontaktblock bereitgestellt werden, so dass sich die weiblichen Kontaktpartner gemeinsam bewegen bzw. gemeinsam bewegt werden können. Vorzugsweise kann die die Aufnahmevorrichtung einen bis acht, bevorzugt zwei bis sechs und am meisten bevorzugt vier weibliche Kontaktpartner aufnehmen.

[0044] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Kontaktpartner der Schnittstelle einzel-angefedert sind oder dass ein von den Kontaktpartnern gebildeter Kontaktblock als Ganzes angefedert ist. Wenn die Kontaktpartner einzel-angefedert sind, können die Kontaktpartner einzeln mit den elastischen Mitteln zu Reduzierung des Relativwegs wirkverbunden vorliegen. Wenn die Schnittstelle an einem der Systembeteiligten - d.h. Werkzeugmaschine oder Energieversorgungsvorrichtung - beispielsweise vier Kontaktpartner umfasst, kann jedem dieser vier Kontaktpartner ein elastisches Mittel oder ein elastisches Element zugeordnet sein. Vorzugsweise wird in dieser Ausgestaltung der Erfindung von einer «Einzel-Anfederung der Leistungskontakte der Schnittstelle» gesprochen. Alternativ kann es im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass ein ganzer Kontaktblock, der vorzugsweise mehrere Kontaktpartner - weibliche und/oder männliche - umfasst, als Ganzes angefedert ist. Ein solcher Kontaktblock wird im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als Kontaktmittelblock bezeichnet, wobei der Kontaktmittelblock von einer Aufnahmevorrichtung mit Leistungskontakten gebildet werden kann. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass der Kontaktblock bzw. die Aufnahmevorrichtung mit einem elastischen Mittel oder einem elastischen Element wirkverbunden sind. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass dem Kontaktblock oder der Aufnahmevorrichtung ein elastisches Mittel oder ein elastisches Element zugeordnet ist. Vorzugsweise wird in dieser Ausgestaltung der Erfindung von einer «angefederten Aufnahmevorrichtung» oder einem «angefederten Kontaktmittelblock» gesprochen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schnittstelle Kommunikationselemente zum Austausch von Daten zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung umfasst. Beispielsweise kann die Schnittstelle mindestens zwei Kommunikationselemente umfassen, wobei ein erstes Kommunikationselement an der Werkzeugmaschine und ein zweites Kommunikationselement an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegt. Die Kommunikationselemente können dazu eingerichtet sein, eine Kommunikationsverbindung zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung herzustellen, wobei die Kommunikationsverbindung drahtbehaftet oder drahtlos ausgebildet sein kann. Mit anderen Worten kann die Kommunikationsverbindung zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung leitungsgebunden oder «wireless» ausgebildet sein. Beispielweise kann eine drahtlose Kommunikation zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung auf Bluetooth, WLAN, Zigbee, Funk, Nahfeldkommunikation oder dergleichen beruhen. Zum Beispiel können Transmitter und Receiver als Kommunikationselemente vorgesehen sein.

[0045] In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Schnittstelle vier Leistungskontakte und zwei Kommunikationselemente. Die Leistungskontakte und die Kommunikationselemente können gemeinsam in einer Aufnahmevorrichtung angeordnet vorliegen, wobei der gemeinsamen Aufnahmevorrichtung ein elastisches Mittel zur Anfederung zugeordnet ist. Es kann im Sinne der Erfindung aber auch bevorzugt sein, dass die Leistungskontakte einzeln angefedert sind und die Kommunikationselemente eine eigene Kommunikations-Aufnahmevorrichtung aufweisen. Eine Einzel-Anfederung der Leistungskontakte der Schnittstelle kann dadurch bereitgestellt werden, dass den beweglich gelagerten Leistungskontakten der Schnittstelle elastische Mittel zugeordnet sind.

[0046] Es kann im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass die Kommunikationselemente in der Aufnahmevorrichtung integriert vorliegen. Mit anderen Worten kann die Aufnahmevorrichtung mindestens ein Kommunikationselement zur Übertragung von Daten zwischen der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung aufweisen. Die Kommunikationselemente können im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als «Kommunikationsstecker» bezeichnet werden, insbesondere dann, wenn die Kommunikationsverbindung leitungsgebunden ausgebildet ist. Es ist im Sinne der Erfindung ganz besonders bevorzugt, dass die Aufnahmevorrichtung zwei Kommunikationselemente aufweist, wobei die Kommunikationselemente vorzugsweise mittig innerhalb der Aufnahmevorrichtung angeordnet vorliegen können. Beispielsweise können auf der einen Seite der bevorzugt zentral angeordneten zwei Kommunikationselemente zwei weibliche Kontaktpartner angeordnet vorliegen und auf der anderen Seite der Kommunikationselemente ebenfalls zwei weibliche Kontaktpartner. Die Kommunikationselemente können beispielsweise übereinander angeordnet vorliegen.

[0047] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können die Leistungskontakte der Schnittstelle, d.h. die weiblichen und die männlichen Kontaktpartner der Schnittstelle, einzel-angefedert sein, während für die Kommunikationselemente der Schnittstelle eine eigene kleine Aufnahmevorrichtung vorgesehen ist, die mithin eine eigene Schublade oder Kassette für die Kommunikationselemente bildet. Die Aufnahmevorrichtung für die Kommunikationselemente kann ebenfalls Bestandteil der Schnittstelle zwischen Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung sein.

[0048] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung der Aufnahmevorrichtung - vorzugsweise als Ganzes - zugeordnet ist. In diesem Fall kann beispielsweise eine Aufnahmevorrichtung, die zum Beispiel vier weibliche Kontaktpartner aufnehmen kann, mit einem elastischen Element mit dem entsprechenden Systembestandteil - Werkzeugmaschine oder Energieversorgungsvorrichtung - verbunden vorliegen. Die Entkopplung findet dann beispielsweise zwischen der Energieversorgungsvorrichtung und/oder der Werkzeugmaschine auf der einen Seite und der Aufnahmevorrichtung auf der anderen Seite statt, so dass die weiblichen Kontaktpartner in der Aufnahmevorrichtung von den Bewegungen und/oder Schwingungen der Energieversorgungsvorrichtung entkoppelt bzw. vor ihnen geschützt sind. Es kann aber im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass die Entkopplung zwischen der Aufnahmevorrichtung und der Werkzeugmaschine stattfindet, so dass die Schnittstelle vorteilhafterweise auch von den Bewegungen und/oder Schwingungen der Werkzeugmaschine abgekoppelt sein kann.

[0049] Tests haben gezeigt, dass die Verwendung einer Schublade als Aufnahmevorrichtung für die weiblichen Kontaktpartner besonders gut vor Kippbewegungen schützt und das Reibungsmoment zwischen den Kontakten besonders gut vermindert. Dieser Vorteil der Erfindung kann dadurch erreicht werden, dass Abstützflächen und die Reibflächen der einzelnen Klemmkontakte der weiblichen Kontaktpartner seitlich bzw. im Wesentlichen senkrecht zur Einschubrichtung weit voneinander beabstandet sind und somit durch den großen Hebelarm der Lagerung dynamische Kippmomente sehr gut aufgenommen werden können. Gleiches gilt für die Abstützflächen eines Kontakblocks, wenn die weiblichen Kontaktpartner von einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen werden. Das eben Gesagte gilt analog auch für männliche Kontaktpartner, insbesondere dann, wenn sie von einer Aufnahmevorrichtung aufgenommen werden und einen Kontaktblock bilden.

[0050] Alternativ kann es bevorzugt sein, dass das mindestens eine elastische Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung je einem Kontaktpaar aus weiblichen und männlichen Kontaktpartner zugeordnet sind. In diesem Fall kann beispielsweise jedes Kontaktpaar aus weiblichen und männlichen Kontaktpartner ein eigenes elastisches Mittel zur Reduzierung der Relativbewegung, wie ein elastisches Element, aufweisen und mit Hilfe der elastischen Mittel von den Bewegungen und/oder Schwingungen der Energieversorgungsvorrichtung entkoppelt bzw. vor ihnen geschützt sein.

[0051] Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden elastische Mittel offenbart, die einer Relativbewegung zwischen Energieversorgungsvorrichtung und Werkzeugmaschine entgegenwirken können. Dabei sind die Energieversorgungsvorrichtung und Werkzeugmaschine über eine Schnittstelle lösbar miteinander verbunden, wobei die Schnittstelle männliche und weibliche Kontaktpartner umfasst. Insbesondere die weiblichen Kontaktpartner können als einzelne Kontakte vorliegen, wobei je ein weiblicher Kontaktpartner dazu ausgebildet ist, einen männlichen Kontaktpartner bzw. sein Schwert aufzunehmen. Alternativ können die weiblichen Kontaktpartner einen Kontaktblock («Aufnahmevorrichtung» oder «Schublade») bilden, der Bestandteil der Energieversorgungsvorrichtung oder der Werkzeugmaschine sein kann. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, dass die weiblichen Kontaktpartner an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen. Es kann aber auch bevorzugt sein, dass die weiblichen Kontaktpartner an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegen. Analog können die männlichen Kontaktpartner als einzelne Kontakte ausgebildet vorliegen, wobei je ein männlicher Kontaktpartner dazu ausgebildet ist, mit einem weiblichen Kontaktpartner ein Kontaktpaar mit einem Kontaktbereich für die Übertragung der elektrischen Energie zu bilden. Alternativ können die männlichen Kontaktpartner einen Kontaktblock bilden, der Bestandteil der Energieversorgungsvorrichtung oder der Werkzeugmaschine sein kann. Es ist im Sinne der Erfindung besonders bevorzugt, dass die männlichen Kontaktpartner an der Werkzeugmaschine angeordnet vorliegen. Es kann aber auch bevorzugt sein, dass die männlichen Kontaktpartner an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen. Das mindestens eine elastische Mittel zu Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern ist vorzugsweise dazu eingerichtet, eine Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern der Schnittstelle bzw. der Werkzeugmaschine und der Energieversorgungsvorrichtung zu verhindern bzw. zu vermindern. Das mindestens eine elastische Mittel zu Reduzierung der Relativbewegung kann dabei einzeln auf die männlichen und/oder auf die weiblichen Kontaktpartner der Schnittstelle wirken. Es kann aber im Sinne der Erfindung ebenso gut bevorzugt sein, dass das mindestens eine elastische Mittel zu Reduzierung der Relativbewegung auf die Kontaktblöcke bzw. die Aufnahmevorrichtung für die weiblichen Kontaktpartner wirkt, die von zumeist zwei bis acht Kontaktpartnern gebildet werden. Die einzelnen weiblichen und/oder männlichen Einzelkontakte oder die aus ihnen gebildeten Kontaktblöcke können sowohl an der Werkzeugmaschine, als auch an der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet vorliegen, wobei eine Anordnung der weiblichen Kontaktpartner im Bereich der Energieversorgungsvorrichtung und eine Anordnung der männlichen Kontaktpartner im Bereich der Werkzeugmaschine besonders bevorzugt ist.

[0052] In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Schnittstelle zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen einer Werkzeugmaschine und einer Energieversorgungsvorrichtung. Die für das System aus Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung eingeführten Begriffe, Definitionen und technischen Vorteile gelten vorzugsweise für die Schnittstelle analog. Die Schnittstelle weist vorzugsweise mindestens einen männlichen und mindestens einen weiblichen Kontaktpartner auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass der weibliche Kontaktpartner und der männliche Kontaktpartner in mindestens einem ersten Kontaktbereich und in einem zweiten Kontaktbereich in Kontakt miteinander vorliegen, wobei der erste Kontaktbereich von einer ersten Kontaktnormalkraft definierbar ist und der zweite Kontaktbereich von einer zweiten Kontaktnormalkraft definierbar ist, wobei die erste Kontaktnormalkraft und die zweite Kontaktnormalkraft unterschiedliche Orientierungen aufweisen. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass je ein männlicher und ein weiblicher Kontaktpartner eine Einheit bilden, wobei die Einheit in einem verbundenen Zustand entkoppelt von einer Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung vorliegt.

[0053] In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Energieversorgungsvorrichtung zur Verwendung in dem vorgeschlagenen System. Bei der Energieversorgungsvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Energieversorgungsvorrichtung mit einer besonders hohen Lebensdauer und/oder um eine Energieversorgungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, besonders hohe Ströme, insbesondere Konstant-Ström von mehr als 50 Ampère, bevorzugt mehr als 70 Ampère und am meisten bevorzugt von mehr als 100 Ampère, abzugeben.

[0054] Die Energieversorgungsvorrichtung kann vorzugsweise einen Akkumulator oder eine bevorzugt wiederaufladbare Batterie aufweisen. Selbstverständlich ist es im Sinne der Erfindung auch möglich, dass die Energieversorgungsvorrichtung zwei oder mehr Akkus und/oder Batterien aufweist. Die Akkus und/oder Batterien können sog. Batteriepacks aufweisen, die beispielsweise zylindrische Zellen umfassen. Diese zylindrischen Zellen können beispielsweise eine chemische Substanz umfassend Lithium-Ionen, Magnesium-Ionen und/oder Natrium-Ionen enthalten, ohne darauf beschränkt zu sein. Es können aber auch anderen Zelltypen, beispielsweise mit quaderder würfelförmigen Zellen im Kontext der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen.

[0055] Bei der Energieversorgungsvorrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Energieversorgungsvorrichtung mit einer besonders hohen Lebensdauer und/oder um eine Energieversorgungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, besonders hohe Ströme, insbesondere Konstant-Ström von mehr als 50 Ampère, bevorzugt mehr als 70 Ampère und am meisten bevorzugt von mehr als 100 Ampère, abzugeben. Die besonders hohe Lebensdauer kann vorzugsweise dazu führen, dass die Energieversorgungsvorrichtung besonders viele Einschubvorgänge bzw. Einschubzyklen übersteht, ohne zu verschleißen. Darüber hinaus kann die besonders hohe Lebensdauer bedeuten, dass die chemischen Bestandteile der Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet sind, häufiger als bisherige Energieversorgungsvorrichtungen aufgeladen werden zu können, ohne wesentlich zu altern. Ein wesentlicher Vorteil des vorgeschlagenen Kontaktsystems besteht darin, dass mit ihm solche leistungsstarken Energieversorgungsvorrichtungen sicher und einfach verbunden werden können. Insbesondere ist das vorgeschlagene Kontaktsystem aufgrund der höheren Anzahl von Kontaktbereichen zwischen den Kontaktpartnern der Schnittstelle in der Lage, höhe Ströme zu übertragen und dabei während der gesamten Lebensdauer der Energieversorgungsvorrichtungen eingesetzt werden zu können, ohne zu verschleißen. Dadurch können die Vorteile neuer Zell- und Batterietechnologien mit Hilfe der Erfindung optimal ausgenutzt werden. Mithin kann mit der Erfindung ein Kontaktsystem aus Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt werden, dass einen effizienten Einsatz von Energieversorgungsvorrichtungen in batteriebetriebenen Werkzeugmaschine ermöglicht, dies insbesondere auch für Applikationen und Anwendungen, die sehr hohe elektrische Leistungsanforderungen und/oder sehr hohe Lebensdaueranforderungen an das System bzw. seine Schnittstelle stellen.

[0056] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung mindestens eine Energiespeicherzelle («Zelle») umfasst, wobei die mindestens eine Zelle weist einen Innenwiderstand DCR_I von kleiner als 10 Milliohm (mOhm) auf. In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann der Innenwiderstand DCR_I der mindestens einen Zelle kleiner als 8 Milliohm und bevorzugt kleiner 6 Milliohm sein. Dabei wird der Innenwiderstand DCR_I vorzugsweise nach der Norm IEC61960 gemessen. Der Innenwiderstand DCR_I stellt insbesondere den Widerstand einer Zelle der Energieversorgungsvorrichtung dar, wobei etwaige Komponenten oder Zubehörteile der Zelle keinen Beitrag zum Innenwiderstand DCR_I leisten. Ein geringer Innenwiderstand DCR_I ist von Vorteil, da dadurch unerwünschte Wärme, die abgeführt werden muss, überhaupt nicht entsteht. Der Innenwiderstand DCR_I ist insbesondere ein Gleichstrom-Widerstand, der im Inneren einer Zelle der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung gemessen werden kann. Selbstverständlich kann der Innenwiderstand DCR_I auch Zwischenwerte, wie 6,02 Milliohm; 7,49 Milliohm; 8,33 Milliohm; 8,65 Milliohm oder 9,5 Milliohm, annehmen.

[0057] Es hat sich gezeigt, dass mit dem Innenwiderstand DCR_I der mindestens einen Zelle von kleiner als 10 Milliohm eine Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt werden kann, die besonders gute thermische Eigenschaften in dem Sinne aufweist, dass sie besonders gut bei niedrigen Temperaturen betrieben werden kann, wobei der Kühlaufwand überraschend gering gehalten werden kann. Insbesondere ist eine Energieversorgungsvorrichtung mit einem Zell-Innenwiderstand DCR_I von kleiner als 10 Milliohm besonders gut geeignet, um besonders leistungsstarke Werkzeugmaschinen mit elektrischer Energie zu versorgen. Solche Energieversorgungsvorrichtungen können somit einen wertvollen Beitrag dazu leisten, einen Einsatz von akkubetriebenen Werkzeugmaschinen auch in solchen Anwendungsgebieten zu ermöglichen, von denen die Fachwelt bisher davon ausgegangen war, dass diese Anwendungsgebiete akkubetriebenen Werkzeugmaschinen nicht zugänglich sind.

[0058] Vorteilhafterweise kann mit eine solchen Energieversorgungsvorrichtung eine Möglichkeit dafür geschaffen werden, eine batterie- oder akkubetriebene Werkzeugmaschine mit einer erfindungsgemäßen Energieversorgungsvorrichtung über einen langen Zeitraum mit einer hohen Abgabeleistung zu versorgen, ohne die umliegenden Kunststoffbauteile oder die Zellchemie innerhalb der Zellen der Energieversorgungsvorrichtung zu schädigen.

[0059] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass ein Verhältnis eines Widerstands der mindestens einen Zelle zu einer Oberfläche A der mindestens einen Zelle kleiner als 0,2 Milliohm/cm² ist, bevorzugt kleiner als 0,1 Milliohm/cm² und am meisten bevorzugt kleiner als 0,05 Milliohm/cm². Bei einer zylindrischen Zelle kann die Oberfläche der Zelle beispielsweise von der Außenfläche des Zylinders, sowie der Oberseite und der Unterseite der Zelle gebildet werden. Es kann darüber hinaus im Sinne der Erfindung bevorzugt sein, dass ein Verhältnis eines Widerstands der mindestens einen Zelle zu einem Volumen V der mindestens einen Zelle kleiner als 0,4 Milliohm/cm³ ist, bevorzugt kleiner als 0,3 Milliohm/cm³ und am meisten bevorzugt kleiner als 0,2 Milliohm/cm³. Der Fachmann kennt für übliche geometrische Formen, wie Quader, Würfel, Kugel oder dergleichen, die Formeln zur Berechnung der Oberfläche oder des Volumens eines solchen geometrischen Körpers. Der Begriff «Widerstand» bezeichnet im Sinne der Erfindung bevorzugt den Innenwiderstand DCR_I, der vorzugsweise nach der Norm IEC61960 gemessen werden kann. Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen Gleichstrom-Widerstand.

[0060] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle einen Erwärmungskoeffizienten von kleiner als 1,0 W/(Ah·A) aufweist, bevorzugt kleiner als 0,75 W/(Ah·A) und besonders bevorzugt von kleiner als 0,5 W/(Ah·A). Darüber hinaus kann die mindestens eine Zelle dazu ausgebildet sein, im Wesentlichen konstant einen Strom von größer als 1.000 Ampère/Liter abzugeben. Die Angabe des Entladestroms erfolgt in Bezug auf das Volumen der mindestens einen Zelle, wobei als Einheit für das Volumen die Raum-Maßeinheit «Liter» (I) verwendet wird. Die erfindungsgemäßen Zellen sind somit in der Lage, pro Liter Zellvolumen einen Entladestrom von im Wesentlichen konstant größer als 1.000 A abzugeben. Mit anderen Worten ist eine Zelle mit einem Volumen von 1 Liter in der Lage, einen im Wesentlichen konstanten Entladestrom von größer als 1.000 A abzugeben, wobei die mindestens eine Zelle darüber hinaus einen Erwärmungskoeffizienten von kleiner als 1,0 W/(Ah·A) aufweist. In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung kann die mindestens eine Zelle der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung einen Erwärmungskoeffizienten von kleiner als 0,75 W/(Ah·A), bevorzugt kleiner als 0,5 W/ (Ah·A) aufweisen. Die Einheit des Erwärmungskoeffizienten lautet Watt / (Ampèrestunden · Ampère). Selbstverständlich kann der Erwärmungskoeffizient auch Zwischenwerte, wie 0,56 W/(Ah.A); 0,723 W/(Ah.A) oder 0,925 W/(Ah.A) aufweisen.

[0061] Die Erfindung ermöglicht vorteilhafterweise die Bereitstellung einer Energieversorgungsvorrichtung mit mindestens einer Zelle, die eine verringerte Erwärmung aufweist und somit besonders gut für die Versorgung von Werkzeugmaschine geeignet ist, bei denen hohe Leistungen und hohe Ströme, vorzugsweise Konstant-Ströme, für den Betrieb erwünscht sind. Insbesondere kann mit der Erfindung eine Energieversorgungsvorrichtung für eine Werkzeugmaschine bereitgestellt werden, bei der die Wärme, die gegebenenfalls bei Betrieb der Werkzeugmaschine und bei Abgabe von elektrischer Energie an die Werkzeugmaschine entsteht, besonders einfach und unkompliziert abgeführt werden kann. Tests haben gezeigt, dass mit der Erfindung nicht nur vorhandene Wärme besser abgeführt werden kann. Vielmehr wird mit der Erfindung verhindert, dass Wärme entsteht bzw. die bei Betrieb der Werkzeugmaschine erzeugte Wärmemenge kann mit der Erfindung erheblich reduziert werden. Vorteilhafterweise kann mit der Erfindung eine Energieversorgungsvorrichtung bereitgestellt werden, die vor allem auch solche Werkzeugmaschine optimal mit elektrischer Energie versorgen kann, die hohe Anforderungen an Leistung und Entladestrom stellen. Mit anderen Worten kann mit der Erfindung eine Energieversorgungsvorrichtung für besonders leistungsstarke Werkzeugmaschine bereitgestellt werden, mit denen beispielsweise auf Baustellen schwere Bohr- oder Abbrucharbeiten verrichtet werden.

[0062] Der Begriff «Werkzeugmaschine» ist im Sinne der Erfindung als typisches Gerät zu verstehen, dass auf einer Baustelle, beispielsweise einer Hochbau-Baustelle und/oder einer Tiefbau-Baustelle, verwendet werden kann. Es kann sich um Bohrhämmer, Meißelgeräte, Kernbohrgerät, Winkel- oder Trennschleifer, Trenngeräte oder dergleichen handeln, ohne darauf beschränkt zu sein. Darüber hinaus können Hilfsgeräte, wie sie gelegentlich auf Baustellen verwendet werden, wie Lampen, Radios, Staubsauger, Meßgeräte, Bau-Roboter, Schubkarren, Transportgeräte, Vorschubvorrichtungen oder andere Hilfsgeräte «Werkzeugmaschine» im Sinne der Erfindung sein. Die Werkzeugmaschine kann insbesondere eine mobile Werkzeugmaschine sein, wobei die vorgeschlagene Energieversorgungsvorrichtung insbesondere auch in stationären Werkzeugmaschinen, wie ständergeführten Bohrgeräten oder Kreissägen, zum Einsatz kommen kann. Bevorzugt sind aber handgeführte Werkzeugmaschinen, die insbesondere akku- oder batteriebetrieben sind.

[0063] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle eine Temperatur-Abkühl-Halbwertzeit kleiner als 12 Minuten aufweist, bevorzugt kleiner 10 Minuten, besonders bevorzugt kleiner 8 Minuten. Das bedeutet im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass sich bei freier Konvektion eine Temperatur der mindestens einen Zelle in weniger als 12, 10 oder 8 min halbiert. Die Temperatur-Abkühl-Halbwertzeit wird vorzugsweise in einem Ruhezustand der Energieversorgungsvorrichtung ermittelt, d.h. wenn die Energieversorgungsvorrichtung nicht in Betrieb, d.h. mit einer Werkzeugmaschine verbunden vorliegt. Vor allem Energieversorgungsvorrichtungen mit Temperatur-Abkühl-Halbwertzeiten von kleiner als 8 min haben sich als besonders geeignet für den Einsatz bei leistungsstarken Werkzeugmaschinen gezeigt. Selbstverständlich kann die Temperatur-Abkühl-Halbwertzeit auch einen Wert von 8,5 Minuten, 9 Minuten 20 Sekunden oder von 11 Minuten 47 Sekunden aufweisen.

[0064] Durch die überraschend geringe Temperatur-Abkühl-Halbwertzeit der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung verweilt die im Betrieb der Werkzeugmaschine oder bei ihrem Laden erzeugte Wärme nur für kurze Zeit innerhalb der mindestens einen Zelle. Auf diese Weise kann die Zelle besonders schnell wieder aufgeladen werden und steht zügig für einen erneuten Einsatz in der Werkzeugmaschine zur Verfügung. Vielmehr kann die thermische Belastung der Komponente der Energieversorgungsvorrichtung oder der Werkzeugmaschine mit der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung erheblich reduziert werden. Dadurch kann die Energieversorgungsvorrichtung geschont und ihre Lebenszeit verlängert werden.

[0065] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle in einem Batteriepack der Energieversorgungsvorrichtung angeordnet ist. In dem Batteriepack können vorzugsweise eine Reihe von Einzelzellen zusammengefasst werden und auf diese Weise optimal in die Energieversorgungsvorrichtung eingefügt werden. Beispielsweise können 5, 6 oder 10 Zellen einen Batteriepack bilden, wobei auch ganzzahlige Vielfache dieser Zahlen möglich sind. Beispielsweise kann die Energieversorgungsvorrichtung einzelne Zellstränge aufweisen, die beispielsweise 5, 6 oder 10 Zellen umfassen können. Eine Energieversorgungsvorrichtung mit beispielsweise drei Strängen ä fünf Zellen kann beispielsweise 15 Einzelzellen umfassen.

[0066] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung eine Kapazität von wenigstens 2,2 Ah, bevorzugt wenigstens 2,5 Ah aufweist. Tests haben gezeigt, dass die genannten Kapazitätswerte besonders gut für den Einsatz von leistungsstarken Werkzeugmaschinen im Baugewerbe geeignet sind und den dortigen Anforderungen an Verfügbarkeit von elektrischer Energie und möglicher Nutzungsdauer der Werkzeugmaschine besonders gut entsprechen.

[0067] Vorzugsweise ist die mindestens eine Zelle der Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet, einen Entladestrom über wenigstens 10 s von wenigstens 20 A abzugeben. Beispielsweise kann eine Zelle der Energieversorgungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, einen Entladestrom über wenigstens 10 s von wenigstens 20 A, insbesondere wenigstens 25 A, bereitzustellen. Mit anderen Worten kann die mindestens eine Zelle einer Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet sein, einen Dauerstrom von wenigstens 20 A, insbesondere von wenigstens 25 A, bereitzustellen.

[0068] Gleichfalls ist es denkbar, dass Spitzenströme, insbesondere kurzzeitige Spitzenströme, zu einer starken Erwärmung der Energieversorgungsvorrichtung führen können. Daher ist eine Energieversorgungsvorrichtung mit einer leistungsstarken Kühlung, wie sie durch die vorliegend beschriebenen Maßnahmen erzielt werden kann, besonders vorteilhaft. Denkbar ist beispielsweise, dass die mindestens eine Zelle der Energieversorgungsvorrichtung über 1 Sekunde hinweg wenigstens 50 A bereitstellen kann. Mit anderen Worten ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle der Energieversorgungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, einen Entladestrom über wenigstens 1 s von wenigstens 50 A bereitzustellen. Werkzeugmaschinen können oftmals kurzzeitig hohe Leistungen benötigen. Eine Energieversorgungsvorrichtung, deren Zellen dazu in der Lage sind, einen derartigen Spitzenstrom und/oder einen derartigen Dauerstrom abzugeben, kann daher besonders geeignet für leistungsstarke Werkzeugmaschinen sein, wie sie auf Baustellen eingesetzt werden.

[0069] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle einen Elektrolyten umfasst, wobei der Elektrolyt bei Raumtemperatur vorzugsweise in einem flüssigen Aggregatzustand vorliegt. Der Elektrolyt kann Lithium, Natrium und/oder Magnesium umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Insbesondere kann der Elektrolyt Lithium-basiert sein. Alternativ oder ergänzend kann er auch Natrium-basiert sein. Denkbar ist auch, dass der Akkumulator Magnesium-basiert ist. Die elektrolyt-basierte Energieversorgungsvorrichtung kann eine Nennspannung von wenigstens 10 V, bevorzugt wenigstens 18 V, insbesondere von wenigstens 28 V, beispielsweise 36 V, aufweisen. Ganz besonders bevorzugt ist eine Nennspannung in einem Bereich von 18 bis 22 V, insbesondere in einem Bereich von 21 bis 22 V. Die mindestens eine Zelle der Energieversorgungsvorrichtung kann beispielsweise eine Spannung von 3,6 V aufweisen, ohne darauf beschränkt zu sein.

[0070] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung beispielsweise mit einer Laderate von 1,5 C, bevorzugt 2 C und am meisten bevorzugt von 3 C geladen wird. Unter einer Laderate xC kann dabei die Stromstärke verstanden werden, die benötigt wird, um eine entladene Energieversorgungsvorrichtung in einem dem Zahlwert x der Laderate x C entsprechenden Bruchteil einer Stunde vollständig aufzuladen. Eine Laderate von 3 C ermöglicht beispielsweise ein vollständiges Aufladen des Akkumulators binnen 20 Minuten.

[0071] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens Zelle der Energieversorgungsvorrichtung eine Oberfläche A und ein Volumen V aufweist, wobei ein Verhältnis A/V von Oberfläche zu Volumen größer ist als das Sechsfache, bevorzugt das Achtfache und besonders bevorzugt das Zehnfache des Kehrwerts der dritten Wurzel des Volumens.

[0072] Die Formulierung, dass die Oberfläche A der mindestens einen Zelle ist größer ist als beispielsweise das Achtfache der dritten Wurzel des Quadrats des Volumens V kann vorzugsweise auch durch die Formel A>8*V^(2/3) zum Ausdruck gebracht werden. In einer anderen Schreibweise kann dieser Zusammenhang dadurch beschrieben werden, dass das Verhältnis A/V von Oberfläche zu Volumen größer ist als das Achtfache des Kehrwerts der dritten Wurzel des Volumens.

[0073] Dabei sind zur Prüfung, ob die obige Relation erfüllt ist, stets Werte in der gleichen Grundeinheit einzusetzen. Wenn beispielsweise ein Wert für die Oberfläche in m² in die obige Formel eingesetzt wird, so wird für das Volumen vorzugsweise ein Wert in der Einheit m³ eingesetzt. Wenn beispielsweise ein Wert für die Oberfläche in der Einheit cm² in die obige Formel eingesetzt wird, so wird für das Volumen vorzugsweise ein Wert in der Einheit cm³ eingesetzt. Wenn beispielsweise ein Wert für die Oberfläche in der Einheit mm² in die obige Formel eingesetzt wird, so wird für das Volumen vorzugsweise ein Wert in der Einheit mm³ eingesetzt.

[0074] Zellgeometrien, die beispielsweise die Relation von A>8*V^(2/3) erfüllen, weisen vorteilhafterweise ein besonders günstiges Verhältnis zwischen der für die Kühlwirkung maßgeblichen Außenfläche der Zelle zum Zellvolumen auf. Dabei haben die Erfinder erkannt, dass das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der mindestens einen Zelle der Energieversorgungsvorrichtung einen wichtigen Einfluss auf die Entwärmung der Energieversorgungsvorrichtung hat. Die verbesserte Kühlfähigkeit der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung kann vorteilhafterweise durch eine Erhöhung der Zelloberfläche bei gleichbleibendem Volumen und geringem Innenwiderstand der mindestens einen Zelle erreicht werden. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass eine geringe Zelltemperatur bei gleichzeitig hoher Leistungsabgabe vorzugsweise dann ermöglicht werden kann, wenn der Innenwiderstand der Zelle reduziert wird. Die Reduzierung des Innenwiderstands der mindestens einen Zelle kann zu einer geringeren Wärmeentstehung führen. Darüber hinaus kann eine geringe Zelltemperatur durch die Verwendung von Zellen, bei denen die Oberfläche A von mindestens einer Zelle innerhalb der Energieversorgungsvorrichtung größer ist als das Sechsfache, bevorzugt das Achtfache und besonders bevorzugt das Zehnfache der dritten Wurzel des Quadrats des Volumens V der mindestens einen Zelle. Dadurch kann insbesondere die Wärmeabgabe an die Umgebung verbessert werden.

[0075] Es hat sich gezeigt, dass Energieversorgungsvorrichtungen, deren Zellen die genannte Relation erfüllen, deutlich besser gekühlt werden können als bisher bekannte Energieversorgungsvorrichtungen mit beispielsweise zylinderförmigen Zellen. Die obige Relation kann beispielsweise dadurch erfüllt werden, dass die Zellen der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung zwar eine zylinderförmige Grundform aufweisen, aber zusätzliche Oberflächen vergrößernde Elemente auf ihrer Oberfläche angeordnet sind. Dabei kann es sich beispielsweise um Rippen, Zähne oder dergleichen handeln. Es können im Rahmen der Erfindung auch Zellen verwendet werden, die keine zylinderförmige oder zylindrische Grundform aufweisen, sondern vollkommen anders geformt sind. Beispielsweise können die Zellen der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung eine im Wesentlichen quader- oder würfelförmige Grundform aufweisen. Der Begriff "im Wesentlichen" ist dabei für den Fachmann nicht unklar, weil der Fachmann weiß, dass im Kontext der vorliegenden Erfindung beispielsweise auch ein Quader mit Einbuchtungen oder abgerundeten Ecken und/oder Kanten unter den Begriff "im Wesentlichen quaderförmig" fallen soll.

[0076] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle einen Zellkern aufweist, wobei kein Punkt innerhalb des Zellkerns mehr als 5 mm von einer Oberfläche der Energieversorgungsvorrichtung entfernt ist. Wenn die Energieversorgungsvorrichtung entladen wird, beispielsweise wenn sie mit einer Werkzeugmaschine verbunden ist und mit der Werkzeugmaschine gearbeitet wird, kann im Zellkern Wärme entstehen. Diese Wärme kann in dieser konkreten Ausgestaltung der Erfindung auf verhältnismäßig kurzem Wege bis zur Oberfläche der Zelle der Energieversorgungsvorrichtung transportiert werden. Von der Oberfläche kann die Wärme optimal abgeführt werden. Somit kann eine solche Energieversorgungsvorrichtung eine gute Kühlung, insbesondere eine vergleichsweise gute Selbstkühlung, aufweisen. Die Zeitdauer bis zum Erreichen der Grenztemperatur kann verlängert und/oder das Erreichen der Grenztemperatur vorteilhafterweise gänzlich vermieden werden. Als weiterer Vorteil der Erfindung kann Innerhalb des Zellkerns eine verhältnismäßig homogene Temperaturverteilung erreicht werden. Hierdurch kann sich eine gleichmäßige Alterung des Akkumulators ergeben. Dies wiederum kann die Lebensdauer der Energieversorgungsvorrichtung erhöhen.

[0077] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die mindestens eine Zelle eine maximale Konstant-Strom-Abgabe von größer als 50 Ampère, bevorzugt größer als 70 Ampère, am meisten bevorzugt größer 100 Ampère aufweist. Die maximale Konstant-Strom-Abgabe ist die Menge an Strom einer Zelle oder einer Energieversorgungsvorrichtung, die entnommen werden kann, ohne dass die Zelle oder die Energieversorgungsvorrichtung an eine Temperatur-Obergrenze gelangt. Mögliche Temperatur-Obergrenze können in einem Bereich von 60 °C oder 70 °C liegen, ohne darauf beschränkt zu sein. Die Einheit der maximalen Konstant-Strom-Abgabe ist Ampère.

[0078] Bei allen Wertebereichen, die im Kontext der vorliegenden Erfindung genannt werden, sollen stets auch alle Zwischenwerte als offenbart gelten. Als Beispiel sollen bei der maximalen Konstant-Strom-Abgabe auch Werte zwischen 50 und 70 A als offenbart gelten, also zum Beispiel 51; 62,3; 54, 65,55 oder 57,06 Ampère usw. Darüber hinaus sollen auch Werte zwischen 70 und 100 A als offenbart gelten, also zum Beispiel 72; 83,3; 96, 78,55, 87,25 oder 98,07 Ampère usw.

[0079] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Energieversorgungsvorrichtung eine Entlade-C-Rate von größer als 80 ·t^(-0,45) aufweist, wobei der Buchstabe "t" für die Zeit in der Einheit Sekunden steht. Die C-Rate ermöglicht vorteilhafterweise eine Quantifizierung der Lade- und Entladeströme für Energieversorgungsvorrichtungen, wobei die hier verwendete Enlade-C-Rate insbesondere die Quantifizierung der Entladeströme von Energieversorgungsvorrichtungen ermöglicht. Mit der C-Rate können beispielsweise die maximal zulässigen Lade- und Entladeströme angegeben werden. Diese Lade- und Entladeströme hängen vorzugsweise von der Nennkapazität der Energieversorgungsvorrichtung ab. Die ungewöhnlich hohe Entlade-C-Rate von 80· t^(-0,45) bedeutet vorteilhafterweise, dass mit der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung besonders hohe Entladeströme erreicht werden können, die für den Betrieb von leistungsstarken Werkzeugmaschinen im Baugewerbe erforderlich sind. Beispielsweise können die Entladeströme in einem Bereich von größer als 50 Ampère, bevorzugt größer als 70 Ampère oder noch mehr bevorzugt größer als 100 Ampère liegen.

[0080] Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Zelle einen Zelltemperaturgradienten von kleiner 10 Kelvin aufweist. Der Zelltemperaturgradient ist vorzugsweise ein Maß für Temperaturunterschiede innerhalb der mindestens einen Zelle der vorgeschlagenen Energieversorgungsvorrichtung, wobei es im Sinne der Erfindung bevorzugt ist, dass die Zelle eine möglichst gleichmäßige Temperaturverteilung aufweist, d.h. dass eine Temperatur in einem inneren Bereich der Zelle möglichst wenig abweicht von einer Temperatur, die im Bereich einer Mantel- oder Außenfläche der Zelle gemessen wird.

[0081] Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Figurenbeschreibung. 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.

[0082] In den Figuren sind gleiche und gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert.

[0083] Es zeigen:

Fig. 1

Ansicht einer bevorzugten Ausgestaltung des Systems aus Werkzeugmaschine und Energieversorgungsvorrichtung

Fig. 2

mögliche Ausgestaltung der Oberseite einer Energieversorgungsvorrichtung einer bevorzugten Ausgestaltung des vorgeschlagenen Systems

Fig. 3

mögliche Ausgestaltung einer Einheit aus weiblichem und männlichem Kontaktpartner

Fig. 4

mögliche Ausgestaltung einer Schnittstelle aus einem weiblichen und einem männlichen Kontaktpartner mit zwei Kontaktbereichen

Fig. 5

verschiedene Ansichten eines männlichen und weiblichen Kontaktpartners im verbundenen Zustand

Fig. 6

verschiedene Ansichten eines männlichen und weiblichen Kontaktpartners im getrennten Zustand

Fig. 7

Detailansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines weiblichen Kontaktpartners

Fig. 8

Detailansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines männlichen Kontaktpartners

Ausführungsbeispiele und Figurenbeschreibung:

[0084] Figur 1 zeigt eine mögliche Ausgestaltung des Systems 100 aus Werkzeugmaschine 10 und Energieversorgungsvorrichtung 20. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Werkzeugmaschine 10 auf der linken Bildhälfte abgebildet und die Energieversorgungsvorrichtung 20 auf der rechten Bildhälfte. Die Werkzeugmaschine 10 weist zwei männliche Kontaktpartner 50 auf, wobei insbesondere die Schwerter 52 in Fig. 1 dargestellt sind. Die männlichen Kontaktpartner 50 sind Bestandteil einer Schnittstelle 30, wobei die Schnittstelle 30 darüber hinaus auch weibliche Kontaktpartner 40 aufweist. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegen die weiblichen Kontaktpartner 40 an der Energieversorgungsvorrichtung 20 angeordnet vor. Die weiblichen Kontaktpartner 40 können Einzelkontakte darstellen oder - wie in Fig. 1 und 2 dargestellt - in einem Block oder eine Schublade integriert vorliegen. Der Block oder die Schublade mit den weiblichen Kontaktpartnern 40 wird als Aufnahmevorrichtung 80 bezeichnet (siehe Fig. 2). In Fig. 1 ist insbesondere der Fall dargestellt, dass die Werkzeugmaschine 10 und die Energieversorgungsvorrichtung 20 getrennt voneinander vorliegen. Die Werkzeugmaschine 10 und die Energieversorgungsvorrichtung 20 können zusammen ein System 100 bilden, wobei die Energieversorgungsvorrichtung 20 dazu eingerichtet ist, die Werkzeugmaschine 10 mit elektrischer Energie zu versorgen. Die Schnittstelle 30 umfasst darüber hinaus mindestens ein elastisches Mittel 60 zur Reduzierung eines Relativwegs zwischen den männlichen Kontaktpartnern 50 und den weiblichen Kontaktpartnern 40. Das mindestens eine elastische Mittel 60 kann ein elastisches Element 62 umfassen, das beispielsweise eine Feder oder eine Spiralfeder sein kann. Es sind aber auch alle anderen denkbaren elastischen Elemente 62 möglich und denkbar. Wenn die männlichen Kontaktpartner 50 in die weiblichen Aufnahmeklemmen 40 eingeführt werden, wird das elastische Mittel 60 zur Reduzierung eines Relativwegs zusammengedrückt, so dass ein besonders enger Kontakt zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 entsteht. Ein solcher Kontakt wird in Fig. 3 gezeigt. Durch den Kontakt der Kontaktpartner 40, 50 und das Zusammendrücken des elastischen Mittels 60 zur Reduzierung eines Relativwegs ergibt sich ein Spiel bzw. ein Bewegungsraum, in dem eine Einheit 70 (siehe Fig. 3) aus männlichem Kontaktpartner 50 und weiblichem Kontaktpartner 40 vorliegen kann. Eine Bewegung oder Schwingung der Energieversorgungsvorrichtung 20 führt dann dazu, dass die Einheit 70 aus männlichem Kontaktpartner 50 und weiblichem Kontaktpartner 40 genügend Spiel hat, um nicht in die Grenzwände des Bewegungsraums anzustoßen. Dadurch ergibt sich eine Entkopplung der Energieversorgungsvorrichtung 20 von der Einheit 70 aus männlichem Kontaktpartner 50 und weiblichem Kontaktpartner 40, wodurch die Einheit 70 aus männlichem Kontaktpartner 50 und weiblichem Kontaktpartner 40 besonders gut geschützt wird. Der enge Kontakt zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 führt dazu, dass besonders hohe Ströme von der Energieversorgungsvorrichtung 20 an die Werkzeugmaschine fließen können. Dies folgt insbesondere daraus, dass sich der Übergangswiderstand zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 mit der Erfindung erheblich reduziert werden kann, so dass insbesondere auch die in einem Kontaktbereich 32 (siehe Fig. 3) zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 gemessene Temperaturen weniger stark ansteigen als bei konventionellen Schnittstellen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Durch den reduzierten Übergangswiderstand und die reduzierten Temperaturen im Kontaktbereich 32 der Schnittstelle 30 verlängern sich erfreulicherweise die Lebensdauer der vorgeschlagenen Schnittstelle 30.

[0085] Auch wenn in Fig. 1 dargestellt ist, dass die männlichen Kontaktpartner 50 an der Werkzeugmaschine 10 angeordnet vorliegen und die weiblichen Kontaktpartner 40 an der Energieversorgungsvorrichtung 20, so kann auch eine gespiegelte Anordnung möglich sein, bei der die männlichen Kontaktpartner 50 an der Energieversorgungsvorrichtung 20 angeordnet vorliegen und die weiblichen Kontaktpartner 40 an der Werkzeugmaschine 10. Insbesondere kann es im Sinne der Erfindung auch bevorzugt sein, dass die männlichen Kontaktpartner 50 angefedert sind, d.h. mit einem elastischen Mittel 60 zur Reduzierung eines Relativwegs verbunden vorliegen.

[0086] In den Figuren ist eine Einschubrichtung 34 dargestellt, die angibt, in welcher Richtung die Kontaktpartner 40, 50 der Schnittstelle 30 ineinandergesteckt bzw. ineinandergeschoben werden können, um eine elektrisch leitende Verbindung einzugehen.

[0087] Fig. 2 zeigt eine mögliche Ausgestaltung der Oberseite einer Energieversorgungsvorrichtung 20 einer bevorzugten Ausgestaltung des vorgeschlagenen Systems 100. Dargestellt sind vier weibliche Kontaktpartner 40, die in einer Aufnahmevorrichtung 80 angeordnet vorliegen. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Aufnahmevorrichtung 80 auch männliche Kontaktpartner 50 oder männliche Kontaktpartner 50 und weibliche Kontaktpartner 40 aufnehmen. Die Aufnahmevorrichtung 80 ist insbesondere dazu eingerichtet, die Leistungs- oder Stromkontakte 40, 50 der Schnittstelle 30 aufzunehmen.

[0088] Die Schnittstelle 30 kann Kommunikationselemente 90 aufweisen, die beispielsweise im Bereich der Aufnahmevorrichtung 80 angeordnet sein können oder Bestandteil der Aufnahmevorrichtung 80 sein können. Die Kommunikationselemente 90 können mittig bzw. zentral in der Aufnahmevorrichtung 80 angeordnet und zur Übertragung von Daten zwischen der Werkzeugmaschine 10 und der Energieversorgungsvorrichtung 20 vorgesehen sein. Außerdem zeigt Fig. 2 zwei elastische Elemente 62, die als Federn, insbesondere Spiralfedern, ausgebildet sind. Die Federn 62 bilden Mittel 60 zur Reduzierung eines Relativwegs zwischen den Strom- oder Leistungskontakten 40, 50 der Schnittstelle 30. Die Kommunikationselemente 90 können dazu eingerichtet sein, eine Kommunikationsverbindung 92 zwischen der Werkzeugmaschine 10 und der Energieversorgungsvorrichtung 20 herzustellen, wobei die Kommunikationsverbindung 92 drahtgebunden oder drahtlos ausgebildet sein kann. Die Kommunikationsverbindung 92 ist in Fig. 1 schematisch durch die gestrichelte Linie zwischen den Kommunikationselementen 90 dargestellt.

[0089] Die Aufnahmevorrichtung 80 kann darüber hinaus Kommunikationselemente 90 aufweisen, die vorzugsweise mittig bzw. zentral in der Aufnahmevorrichtung 80 angeordnet sind. Die Kommunikationselemente 90 sind vorzugsweise zur Übertragung von Daten zwischen der Werkzeugmaschine 10 und der Energieversorgungsvorrichtung 20 vorgesehen. Außerdem zeigt Fig. 2 zwei elastische Elemente 62, die als Federn, insbesondere Spiralfedern, ausgebildet sind. Die Federn 62 bilden Mittel 60 zur Reduzierung eines Relativwegs.

[0090] Fig. 3 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer Einheit 70 aus einem weiblichem Kontaktpartner 40 und einem männlichem Kontaktpartner 50. Dargestellt ist in Fig. 3 insbesondere eine Schnittstelle 30, die einen weiblichen Kontaktpartner 40 und einen männlichen Kontaktpartner 50 aufweist. Insbesondere zeigt Fig. 3 einen verbundenen Zustand, bei dem die Energieversorgungsvorrichtung 20 und die Werkzeugmaschine 10 miteinander verbunden vorliegen, so dass Strom bzw. elektrische Energie von der Energieversorgungsvorrichtung 20 in Richtung der Werkzeugmaschine 10 fließen kann. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 befindet sich in der Aufnahmeklemme 44 bzw. den Schenkeln 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 angeordnet vor, wobei die Kontaktpartner 40, 50 miteinander einen Kontaktbereich 32 bilden, über den der Strom bzw. die elektrische Energie von der Energieversorgungsvorrichtung 20 an die Werkzeugmaschine 10 übertragen werden kann. Der Kontaktbereich 32 bildet sich insbesondere im Bereich einer Verjüngung 42 des weiblichen Kontaktpartners 40 aus, in dem die Schenkel 44 bzw. die Komponenten der Aufnahmeklemme 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 einen minimalen Abstand zu einander einnehmen. Dadurch legen sich die Schenkel 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 besonders eng an das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 an. Der Kontaktbereich 32 stellt im Kontext der vorliegenden Erfindung vorzugsweise einen ersten Kontaktbereich 110 dar. Eine erste Kontaktnormalkraft 112 ist im ersten Kontaktbereich 110 der Schnittstelle 30 im Wesentlichen senkrecht zur Einschubrichtung 34 orientiert.

[0091] Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer Einheit 70 aus einem weiblichem Kontaktpartner 40 und einem männlichem Kontaktpartner 50. Dargestellt ist in Fig. 4 insbesondere eine Schnittstelle 30 mit Leistungskontakten 40, 50, wobei der mindestens eine weiblichen Kontaktpartner 40 mit einem elastischen Mittel 60 zur Reduzierung des Relativwegs zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 angefedert bzw. vorgespannt ist. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 wird von einem Innenraum 48 des weiblichen Kontaktpartners 40 aufgenommen, wobei dieser Innenraum 48 von den Schenkeln 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 gebildet wird. Der Kontakt zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 besteht insbesondere in einem Kontaktbereich 32 der Schnittstelle 30, der bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Bereich des geringsten Abstandes zwischen den Schenkeln 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 angeordnet ist. Dieser Kontaktbereich 32 wird im Sinne der Erfindung bevorzugt auch als ersten Kontaktbereich 110 bezeichnet. Die erste Kontaktnormalkraft 112 ist in Fig. 4 mit den aufeinanderzuweisenden Pfeilen dargestellt. Die erste Kontaktnormalkraft 112 steht vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht auf einer virtuellen zentralen Achse durch das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50. Die erste Kontaktnormalkraft 112 kann darüber hinaus im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Kontaktnormalkraft 122 ausgebildet sein, die von einem zweiten Kontaktbereich 120 der Schnittstelle 30 definiert wird. In dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erste Kontaktnormalkraft 112 im Wesentlichen senkrecht zu der Einschubrichtung 34 der Schnittstelle 30 orientiert, während die zweite Kontaktnormalkraft 122 im Wesentlichen parallel zu der Einschubrichtung 34 der Schnittstelle 30 orientiert vorliegt.

[0092] Der zweite Kontaktbereich 120 kann von Anschlägen 49 des weiblichen Kontaktpartners 40 und Anlageflächen 56 des männlichen Kontaktpartners 50 gebildet werden. Vorzugsweise wird der zweite Kontaktbereich 120 zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 von Kontaktflächen 49, 56 gebildet, wobei der weibliche Kontaktpartner 40 eine Kontaktfläche 49 und der männliche Kontaktpartner 50 eine Kontaktfläche 56 aufweist. In dem in Figur 5 dargestellten verbundenen Zustand der Kontaktpartner 40, 50 sind die Kontaktflächen 49, 56 der Kontaktpartner 40, 50 im Wesentlichen senkrecht in Bezug auf die Einschubrichtung 34 ausgerichtet. Die Kontaktflächen 49, 56 können durch eine Flächennormale beschrieben werden, wobei die Flächennormale in dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung im Wesentlichen parallel zu der Einschubrichtung 34 orientiert ist. Zwischen den Kontaktflächen 49, 56 der Kontaktpartner 40, 50 wirkt eine zweite Kontaktnormalkraft 122, die vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Einschubrichtung 34 orientiert ist. Die Richtung, in der die zweite Kontaktnormalkraft 122 wirkt, ist in Teilfigur 5b) mit einem schwarzen Pfeil angedeutet. Vorzugsweise ist die zweite Kontaktnormalkraft 122 im Wesentlichen senkrecht zu der ersten Kontaktnormalkraft 112 orientiert. Sowohl im ersten Kontaktbereich 110, als auch im zweiten Kontaktbereich 120 der Schnittstelle 30 kann elektrischer Strom von dem einen Kontaktpartner 40, 50 an den anderen Kontaktpartner 50, 40 übertragen werden. Tests haben gezeigt, dass die Übertragung des elektrischen Stroms besonders verlustfrei verläuft, was auf den engen Kontakt zwischen den einen Kontaktpartnern 40, 50 der Schnittstelle 30 zurückzuführen ist. Die Übertragung des elektrischen Stroms kann weiter verbessert werden, wenn zumindest einer der Kontaktpartner 40, 50 des Stromleiter-Paares 70 bzw. des Paares 70 aus Leistungskontakten 40, 50 angefedert vorliegt.

[0093] In dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der weibliche Kontaktpartner 40 zwei Anschläge 49 auf. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass diese beiden Anschläge 49 einen möglichst großen Abstand voneinander aufweisen, weil dadurch die mechanische Stabilität der Schnittstelle 30 verbessert wird. Insbesondere schützt der möglichst große Abstand zwischen den Anschlägen 49 des weiblichen Kontaktpartners 40 wirksam gegen ein unerwünschtes Verkippen der Schnittstelle 30, das die Stromtragfähigkeit der Schnittstelle 30 beeinträchtigen könnte. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 ragt in einen Innenraum 48 des weiblichen Kontaktpartners 40 hinein, stößt aber dort nirgendwo an. Die spitzen- oder keilförmige Ausgestaltung des vorderen Bereichs 54 des Schwerts 52 des männlichen Kontaktpartners 50 ist vorzugsweise dafür vorgesehen, die Kontaktschenkel 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 so auseinanderzudrücken, dass das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 möglichst unkompliziert in den Innenraum 48 des weiblichen Kontaktpartners 40 hineingleiten kann. Die Kontaktfläche 47 des weiblichen Kontaktpartners 40 ist vorzugsweise dazu eingerichtet, einen Relativweg zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 der Schnittstelle 30 zu

[0094] Figur 5 zeigt verschiedene Ansichten eines männlichen Kontaktpartners 50 und eines weiblichen Kontaktpartners 40 im verbundenen Zustand. Teilfigur 5a zeigt eine Seitenansicht der Einheit 70 aus weiblichen Kontaktpartner 40 und männlichen Kontaktpartner 50, während Teilfigur 5b eine Draufsicht der Einheit 70 aus weiblichen Kontaktpartner 40 und männlichen Kontaktpartner 50 zeigt. Der weibliche Kontaktpartner 40 kann mit einem Stromleiter 36 verbunden vorliegen, wobei der Stromleiter 36 beispielsweise mit Energiespeicherzellen der Energieversorgungsvorrichtung 20 verbunden sein kann, um elektrischen Strom bzw. Energie in Richtung der Schnittstelle 30 zu leiten. Der Stromleiter 36 kann beispielsweise von einer Zopflitze gebildet werden. Der männliche Kontaktpartner 50 kann vorzugsweise an einer Werkzeugmaschine 10 angeordnet vorliegen bzw. Bestandteil einer Werkzeugmaschine 10 sein. Der männliche Kontaktpartner 50 kann insbesondere dazu eingerichtet sein, über sein Schwert 52 den elektrischen Strom bzw. die Energie aufzunehmen, wenn der männliche Kontaktpartner 50 und der weibliche Kontaktpartner 40, wie in Fig. 5 dargestellt, miteinander verbunden vorliegen. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 kann dann in einem Innenraum 48 des weiblichen Kontaktpartners 40 aufgenommen vorliegen und an zwei Stellen 110, 120 in Kontakt mit Bestandteilen des weiblichen Kontaktpartners 40 vorliegen. Diese Kontaktstellen 110, 120 werden im Sinne der Erfindung als erster Kontaktbereich 110 und als zweiter Kontaktbereich 120 bezeichnet. Der erste Kontaktbereich 110 liegt im Bereich einer Verjüngung 42 der Schenkel 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 vor. Im Bereich dieser Verjüngung 42 werden die Schenkel 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 auf das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 gedrückt, so dass eine erste Kontaktnormalkraft 112 zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 wirken kann. Diese erste Kontaktnormalkraft 112 ist vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht orientiert zu einer Einschubrichtung 34 der Kontaktpartner 40, 50 zueinander. Die Richtung, in der die erste Kontaktnormalkraft 112 wirkt, ist in Teilfigur 5b) mit einem schwarzen Pfeil angedeutet. Die Einschubrichtung 34 entspricht vorzugsweise derjenigen Richtung, in der die Schwerter 52 der männlichen Kontaktpartner 50 in die Kontaktarme 44 der weiblichen Kontaktpartner 40 eingeführt werden können, um die Kontaktpartner 40, 50 der Schnittstelle 30 zu verbinden. In den Figuren 5 und 6 ist jeweils ein Paar 70 aus einem männlichen Kontaktpartner 50 und einem weiblichen Kontaktpartner 40 dargestellt. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Schnittstelle 30 bzw. ihre Verbindungspartner 10, 20 mehr als ein Kontaktpaar 70 umfasst. Beispielsweise können die Werkzeugmaschine 10 und/oder die Energieversorgungsvorrichtung 20 jeweils vier Kontaktpartner 40, 50 umfassen. Diese Kontaktpartner 40, 50 können darüber hinaus in Aufnahmevorrichtungen 80 (vgl. Fig. 1) angeordnet vorliegen.

[0095] In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der eine weibliche Kontaktpartner 40 angefedert. Das bedeutet, dass der weiblich Kontaktpartner 40 mit einem elastischen Mittel zur Anfederung 60 verbunden ist, das beispielsweise von einer Feder 62 oder einem anderen elastischen Mittel 62 werden kann. In dem in Fig. 5 dargestellten verbundenen Zustand der Kontaktpartner 40, 50 liegt das elastische Mittel 60 zur Anfederung komprimiert bzw. zusammengedrückt vor. Dadurch wird eine Vorspannung auf die Einheit 70 aus den Kontaktpartnern 40, 50 ausgeübt, die zu einer Entkopplung dieser Einheit 70 führt. In Fig. 5 wird somit ein einzel-angefederter weiblicher Kontaktpartner 40 dargestellt.

[0096] Der weibliche Kontaktpartner 40 kann darüber hinaus einen Anschlag 49 aufweisen, der mit einer Anlagefläche 56 des männlichen Kontaktpartners 50 zusammenwirken kann. Dadurch kann die Stabilität der Verbindung zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 erhöht werden. In der in Teilfigur 5a) dargestellten Seitenansicht des Kontaktpartnerpaares 70 sind zwei Anschläge 49 des weiblichen Kontaktpartners 40 abgebildet, wobei ein erster oder oberer Anschlag 49 auf der Oberseite des weiblichen Kontaktpartners 40 und ein zweiter oder unterer Anschlag 49 auf der Unterseite des weiblichen Kontaktpartners 40 angeordnet ist. Wenn der weibliche Kontaktpartner 40 zwei Anschläge 49 aufweist, ist es im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass diese Anschläge 49 einen möglichst großen Abstand zueinander aufweisen. Durch die Vorsehung der Anschläge 49, die mit den Anlagefläche 56 des männlichen Kontaktpartners 50 zusammenwirken, kann ein Verkippen der Kontaktpartner 40, 50 zueinander wirksam verhindert werden. Wie aus Teilfigur 6a) hervorgeht, kann die Anlagefläche 56 Rampen 59 zur Führung der Anschläge 49 aufweisen, um die Kontaktpartner 40, 50 bei der Herstellung der Verbindung zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 so zueinander zu führen, dass keine Beschädigungen an den Kontaktpartnern 40, 50 auftreten.

[0097] Figur 6 zeigt verschiedene Ansichten eines männlichen Kontaktpartners 50 und eines weiblichen Kontaktpartners 40 im voneinander getrennten Zustand, d.h. dass die Kontaktpartner 40, 50 nicht miteinander verbunden sind, sondern getrennt voneinander vorliegen. Teilfigur 6a zeigt eine Seitenansicht der Einheit 70 aus weiblichen Kontaktpartner 40 und männlichen Kontaktpartner 50, während Teilfigur 6b eine Draufsicht der Einheit 70 aus weiblichen Kontaktpartner 40 und männlichen Kontaktpartner 50 zeigt. Auf der linken Seite der Fig. 6 ist der männliche Kontaktpartner 50 abgebildet, während auf der rechten Seite der Fig. 6 der weibliche Kontaktpartner 40 abgebildet ist. Der männliche Kontaktpartner 50 umfasst ein Schwert 52 zur Einführung in den weiblichen Kontaktpartner 40, sowie eine Anlagefläche 56 mit Rampen 59. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 und die Kontaktschenkel 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 bilden vorzugsweise den ersten Kontaktbereich 110 im Sinne der Erfindung, während die Anschläge 49 des weiblichen Kontaktpartners 40 und die Anlageflächen 56 des männlichen Kontaktpartners 50 den zweiten Kontaktbereich 120 bilden. In dem zweiten Kontaktbereich 120 wirkt eine zweite Kontaktnormalkraft 122, die vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu einer Einschubrichtung 34 der Schnittstelle 30 orientiert ist. Die Richtung, in die die zweite Kontaktnormalkraft 122 wirkt, ist in Fig. 6b) mit einem schwarzen Pfeil angedeutet. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass die Anschläge 49 und Anlageflächen 56, insbesondere die sie ausmachenden Flächen, im Wesentlichen senkrecht zu der Einschubrichtung 34 der Schnittstelle 30 orientiert sind. Mit anderen Worten kann eine Flächennormale der Kontaktflächen 49, 56 definiert werden, die im Wesentlichen parallel zu der Einschubrichtung 34 orientiert ist, wobei die Flächennormale im Wesentlichen senkrecht orientiert ist zu den Kontaktflächen 49, 56.

[0098] Ein erster Kontaktbereich 110 kann von den Kontaktarmen 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 und dem Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 gebildet werden. In diesem ersten Kontaktbereich 110 wirkt eine erste Kontaktnormalkraft 122, die vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zu einer Einschubrichtung 34 der Schnittstelle 30 orientiert ist. Die Richtung, in die die erste Kontaktnormalkraft 112 wirkt, ist in Fig. 6b) mit einem schwarzen Pfeil angedeutet.

[0099] In dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt der weibliche Kontaktpartner 40 angefedert vor, d.h. der weibliche Kontaktpartner 40 ist mit einem elastischen Mittel 60 verbunden, das in Fig. 6 entspannt vorliegt, d.h. die Feder 62 oder das elastische Mittel 62 des elastischen Mittels 60 zur Anfederung liegt in einem nicht-komprimierten Zustand vor. Der in Figur 6 dargestellte weibliche Kontaktpartner 40 kann Bestandteil einer Energieversorgungsvorrichtung 20 sein, wobei der weibliche Kontaktpartner 40 über einen Stromleiter 36 mit anderen Komponenten des Energieversorgungsvorrichtung 20 verbunden sein kann. Der Stromleiter 36 kann als Zopflitze ausgebildet sein oder eine solche umfassen.

[0100] Figur 7 zeigt eine Detailansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines weiblichen Kontaktpartners 40. Die in Fig. 7 dargestellte Ausgestaltung des weiblichen Kontaktpartners 40 weist auf jeder Seite zwei Kontaktarme 44 auf, in die ein Schwert 52 eines männlichen Kontaktpartners 50 (in Fig. 7 nicht dargestellt) eingeführt werden kann. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 und die Kontaktarme 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 können einen ersten Kontaktbereich 110 der Schnittstelle 30 bilden. Der in Fig. 7 dargestellte weibliche Kontaktpartner 40 ist mit einem elastischen Element 60 zur Anfederung verbunden, so dass der weibliche Kontaktpartner 50 vorzugsweise angefedert ist. In Figur 7 sind insbesondere die Anschläge 49 dargestellt, die mit Anlageflächen 56 des männlichen Kontaktpartners 50 (in Fig. 7 nicht dargestellt) einen zweiten Kontaktbereich 120 der Schnittstelle 30 bilden können. Durch die Kontaktbereiche 110, 120 der Schnittstelle 30 kann elektrischer Strom fließen und so elektrische Energie von dem einen Kontaktpartner 40, 50 auf den anderen Kontaktpartner 50, 40 übertragen werden. Die stromführenden Bereiche der Kontaktbereich 110, 120 der Schnittstelle 30 sind insbesondere in Fig. 8 dargestellt. Die Anschläge 49 sind möglichst weit voneinander beabstandet, um eine möglichst stabile mechanische Verbindung zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 zu ermöglichen. Der Abstand liegt insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu der Richtung der ersten Kontaktnormalkraft 112 vor, sowie im Wesentlichen senkrecht zu der Einschubrichtung 34 der Schnittstelle 30. Der möglichst große Abstand der Anschläge 49 sorgt insbesondere dafür, dass die Schnittstelle 30 besonders gut gegen Kippbewegungen geschützt ist.

[0101] Figur 8 zeigt eine Detailansicht einer bevorzugten Ausgestaltung eines männlichen Kontaktpartners 50. Der in Figur 8 dargestellte männliche Kontaktpartner 50 weist ein Schwert 52 mit einem vorderen Bereich 54 auf, sowie eine obere und eine untere Anlagefläche 56. Die Anlageflächen 56 können mit den Anschlägen 49 des weiblichen Kontaktpartners 40 (in Fig. 8 nicht dargestellt) zusammenwirken und einen zweiten Kontaktbereich 120 bilden. Das Schwert 52 des männlichen Kontaktpartners 50 ragt im verbundenen Zustand der Schnittstelle 30 in einen Innenraum 48 des weiblichen Kontaktpartners 40 hinein, ohne dabei in Kontakt mit einer Komponente des weiblichen Kontaktpartners 40 vorliegen. Der vordere Bereich 54 des Schwerts 52 des männlichen Kontaktpartners 50 ist vorzugsweise spitz zulaufend bzw. keilförmig ausgebildet, um bei der Verbindung der Kontaktpartner 40, 50 die Kontaktarme 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 so aufzuweiten, dass das Schwert 52 besonders einfach in einen Innenraum 48 des weiblichen Kontaktpartners 40 eingeführt werden kann.

[0102] Der schraffierte Bereich des in Figur 8 dargestellten Schwerts 52 des männlichen Kontaktpartners 50 wird im verbundenen Zustand der Schnittstelle 30 von den Kontaktarmen 44 des weiblichen Kontaktpartners 40 «umklammert», wodurch ein erster Kontaktbereich 110 zwischen den Kontaktpartnern 40, 50 gebildet wird. Es ist im Sinne der Erfindung bevorzugt, dass durch beide Kontaktbereiche 110, 120 elektrischer Strom fließen kann, wobei diese stromdurchflossenen Bereiche in Figur 8 schraffiert dargestellt sind.

[0103] Der männliche Kontaktpartner 50 kann auch Rampen 59 aufweisen, die helfen, die Anschläge 49 des weiblichen Kontaktpartners 40 und die Anlageflächen 56 des männlichen Kontaktpartners 50 zueinanderzuführen.

Bezugszeichenliste

[0104] 

10

Werkzeugmaschine

20

Energieversorgungsvorrichtung

30

Schnittstelle

32

Kontaktbereich

34

Einschubrichtung

36

Stromleiter

40

weiblicher Kontaktpartner

42

Verjüngung

44

Schenkel des weiblichen Kontaktpartners

46

vorstehender Bereich des weiblichen Kontaktpartners/Plateau

47

Kontaktfläche des weiblichen Kontaktpartners

48

Innenraum des weiblichen Kontaktpartners

49

Anschlag des weiblichen Kontaktpartners

50

männlicher Kontaktpartner

52

Schwert

54

vorderer Bereich des männlichen Kontaktpartners/Spitze

56

Kontaktfläche des männlichen Kontaktpartners

59

Rampe

60

Mittel zur Reduzierung einer Relativbewegung

62

elastisches Element

70

Einheit aus weiblichem und männlichem Kontaktpartner

80

Aufnahmevorrichtung

90

Kommunikationselement

92

Kommunikationsverbindung

100

System

110

erster Kontaktbereich

120

zweiter Kontaktbereich

Ansprüche

1. System (100) umfassend eine Werkzeugmaschine (10) und eine Energieversorgungsvorrichtung (20 zur Versorgung der Werkzeugmaschine (10) mit elektrischer Energie, wobei die Energieversorgungsvorrichtung (20) über eine Schnittstelle (30) lösbar mit der Werkzeugmaschine (10) verbindbar ist, wobei die Schnittstelle (30) mindestens einen weiblichen Kontaktpartner (40) und einen männlichen Kontaktpartner (50) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
der weibliche Kontaktpartner (40) und der männliche Kontaktpartner (50) in mindestens einem ersten Kontaktbereich (110) und in einem zweiten Kontaktbereich (120) in Kontakt miteinander vorliegen.

2. System (100) nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, dass
der erste Kontaktbereich (110) von einer ersten Kontaktnormalkraft (112) definierbar ist und der zweite Kontaktbereich (120) von einer zweiten Kontaktnormalkraft (122) definierbar ist, wobei die erste Kontaktnormalkraft (112) und die zweite Kontaktnormalkraft (122) unterschiedliche Orientierungen aufweisen.

3. System (100) nach Anspruch 1 oder 2
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Kontaktnormalkraft (112) und die zweite Kontaktnormalkraft (122) im Wesentlichen senkrecht zueinander orientiert sind.

4. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
eine der Kontaktnormalkräfte (112 und/oder 122) im Verbindungsfall im Wesentlichen senkrecht zu einer Einschubrichtung (34) der Schnittstelle (30) orientiert vorliegt und/oder dass die andere Kontaktnormalkraft (122 und/oder 112) im Verbindungsfall im Wesentlichen parallel zu einer Einschubrichtung (34) der Schnittstelle (30) orientiert vorliegt.

5. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Kontaktbereich (120) Anschläge (49) und Anlageflächen (56) umfasst, wobei die Anschläge (49) und Anlageflächen (56) im Wesentlichen senkrecht zu einer Einschubrichtung (34) der Schnittstelle (30) orientiert sind.

6. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
ein vorderer Bereich (54) des männlichen Kontaktpartners (50) zur Bildung einer Kontaktfläche (56) abgeplattet ausgebildet ist.

7. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schnittstelle (30) mindestens ein elastisches Mittel (60) zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern (40, 50) aufweist, wobei das elastische Mittel (60) zur Reduzierung der Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern (40, 50) dazu eingerichtet ist, an dem mindestens einen männlichen Kontaktpartner (50) oder an dem mindestens einen weiblichen Kontaktpartner (40) anzugreifen.

8. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
das mindestens eine elastische Mittel (60) zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern (40, 50) dazu eingerichtet ist, eine Vorspannung zu erzeugen, wobei die Vorspannung im Wesentlichen senkrecht zu einer ersten Kontaktnormalkraft (112) orientiert ist.

9. System (100) nach einem der Ansprüche 7 oder 8
dadurch gekennzeichnet, dass
derjenige Kontaktpartner (40 oder 50), an dem das elastische Mittel (60) zur Reduzierung der Relativbewegung angreift, beweglich gelagert ist.

10. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
je ein männlicher Kontaktpartner (50) und ein weiblicher Kontaktpartner (40) eine Einheit (70) bilden, die in einem verbundenen Zustand entkoppelt von einer Bewegung der Energieversorgungsvorrichtung (20) und/oder der Werkzeugmaschine (10) vorliegt.

11. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schnittstelle (30) eine Aufnahmevorrichtung (80) zur Aufnahme von mindestens einem weiblichen Kontaktpartner (40) und/oder von mindestens einem männlichen Kontaktpartner (50) umfasst.

12. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, dass
das mindestens eine elastische Mittel (60) zur Reduzierung der Relativbewegung der Aufnahmevorrichtung (80) zugeordnet ist oder dass das mindestens eine elastische Mittel (60) zur Reduzierung der Relativbewegung je einem Kontaktpaar aus weiblichen Kontaktpartner (40) und männlichen Kontaktpartner (50) zugeordnet ist.

13. Schnittstelle (30) zur Übertragung von elektrischer Energie zwischen einer Werkzeugmaschine (10) und einer Energieversorgungsvorrichtung (20) dadurch gekennzeichnet, dass
die Schnittstelle (30) mindestens einen männlichen Kontaktpartner (50) und mindestens einen weiblichen Kontaktpartner (40) aufweist, sowie mindestens ein elastisches Mittel (60) zur Reduzierung einer Relativbewegung zwischen den Kontaktpartnern (40, 50), wobei der weibliche Kontaktpartner (40) und der männliche Kontaktpartner (50) in mindestens einem ersten Kontaktbereich (110) und in einem zweiten Kontaktbereich (120) in Kontakt miteinander vorliegen.

14. Energieversorgungsvorrichtung (20) zur Verwendung in dem System nach einem der Ansprüche 1 bis 12
dadurch gekennzeichnet, dass
die Energieversorgungsvorrichtung (20) mindestens eine Energiespeicherzelle aufweist, wobei die mindestens eine Energiespeicherzelle einen Innenwiderstand DCR_I von kleiner als 10 Milliohm aufweist.

15. Energieversorgungsvorrichtung (20) zur Verwendung in dem System nach einem der Ansprüche 1 bis 12
dadurch gekennzeichnet, dass
die Energieversorgungsvorrichtung (20) mindestens eine Energiespeicherzelle aufweist, wobei die mindestens eine Energiespeicherzelle eine Oberfläche A und ein Volumen V aufweisen, wobei ein Verhältnis A/V von Oberfläche zu Volumen größer ist als das Sechsfache, bevorzugt das Achtfache und besonders bevorzugt das Zehnfache des Kehrwerts der dritten Wurzel des Volumens.

Zeichnung