Power wie aus der Steckdose

Bereits heute gibt es nur noch wenige Einsatzbereiche für die es noch keine Akkumaschinen gibt. Zum Schrauben und oft auch zum Bohren greift der Handwerker zu Akkugeräten. Auch beim Sägen mit Handkreissägen oder Stichsägen kommt der Strom immer öfter aus einem Akkupack. Selbst Kapp- und Gehrungssägen lassen sich heute ohne Leistungsverlust mit einem Akku betreiben.

Zwölf Jahre nach Einführung der ersten Akkumaschine mit Lithium-Ionen-Akku, dem kleinen Heimwerkerschrauber »Ixo« von Bosch, haben sich die Lithium-Ionen-Zellen bei den Akkuwerkzeugen durchgesetzt. Nur etwa zehn Prozent der verkauften Akkugeräte sind noch mit Nickelakkus (NiCd oder NiMH) ausgestattet. Hierbei handelt es sich meist um Exoten, die nur in geringen Stückzahlen verkauft werden, oder um Billigangebote. Seit ihrer Einführung im Elektrowerkzeugbereich ist die Kapazität der verwendeten Lithium-Ionen-Zellen der Größe 18650 (18 mm Durchmesser, 65,0 mm Länge) von ursprünglich 1,0 Ah pro Zellen auf mittlerweile bis zu 3,0 Ah angestiegen. In der Regel werden in einem Elektrowerkzeug-Akku zwei Zellen parallel geschaltet. Dadurch verdoppelt sich die Kapazität bei gleicher Spannung.

Standard ist heute bei vielen Herstellern eine Akkukapazität von 4,0 Ah. Maschinen mit 5,0 oder 5,2 Ah-Akkus gibt es dann gegen Aufpreis. Bosch hat als erster Hersteller einen 18-V-Akkupack mit 6,0 Ah vorgestellt, der ab Januar 2015 lieferbar sein soll. Allerdings gibt es vorerst den 6,0er-Akku nur zum Nachkaufen zum Preis von 185 Euro plus Mehrwertsteuer. Maschinen mit 6,0 Ah-Akku sollen erst später in den Handel kommen.

Doch nicht für jede Anwendung braucht der Handwerker so viel Energie. Kompaktakkus mit nur einer Zellenreihe sind dann eine Alternative zu den Akkupacks mit jeweils zwei parallel geschalteten Akkuzellen. Sie sind kleiner und leichter und werden heute je nach Hersteller mit Kapazitäten von 1,5 bis 2,5 Ah angeboten. Das reicht für die meisten Schraubarbeiten bei der Möbelmontage vollkommen aus. Vorteil ist, dass die mit dem Kompaktakku ausgestatteten Maschinen preiswerter und vor allem leichter und handlicher sind. Bürstenlose EC-Motoren sorgen bei immer mehr Akkuwerkzeugen für einen effizienteren Umgang mit der im Akkupack gespeicherten Energie. Die eingebaute Elektronik ermöglicht es, die Kennlinie des Motor auf die jeweilige Anwendung optimal anzupassen.

Durch die zunehmende Verbreitung von Akkuwerkzeugen wird auch der Systemgedanke immer wichtiger. Der Handwerker kauft längst nicht mehr einen Akkuschrauber von diesem Hersteller und eine Akkustichsäge von dem anderen, sondern wählt seine Maschinen so, dass Akkusystem und Spannung der einzelnen Geräte zueinanderpassen. Unterstützt wird dies Einkaufsverhalten auch durch die Angebote von Soloversionen oder Karkassen, also Geräten ohne Akku und Ladegerät, die meist nicht mehr kosten als vergleichbare Maschinen mit Kabel. So muss der Anwender nicht für jedes Gerät Ladegerät und Akkus mitbezahlen. Hersteller, die bereits ein umfangreiches Sortiment und klare Systeme haben, werden hier künftig im Vorteil sein.

Für leichtere Anwendungen, wie das Eindrehen kleiner Schrauben, empfehlen sich Maschinen mit 10,8-V-Akkupacks. Aber selbst Stichsägen, kleine Handkreissägen und Säbelsägen gibt es für dieses System. Außerdem passen die Akkus bei einigen Herstellern auch in elektronische Messgeräte.

Mit 12-V-Lithium-Ionen-Akkus versuchen einige Hersteller dem Kunden ein X für ein U vorzumachen; denn in den Akkupacks stecken wie bei 10,8 V auch nur drei Lithium-Ionen-Zellen in Reihe. Auch wenn es geringe Unterschiede bei der Zellenchemie und -spannung gibt, wird diese üblicherweise mit 3,6 V pro Zelle angegeben. Doch manche Marketingstrategen runden dann locker mal auf 4 V auf. 12 V hört sich nach mehr an als nur 10,8 V, drin ist aber das gleiche. Das Spiel kann man auch noch bei anderer Zellenanzahl betreiben. Aus 18 V wird dann schnell mal 20 V etc.

Viele Hersteller haben noch Maschinen mit 14,4 V in ihrem Programm. Langfristig wird diese Spannungstufe wohl untergehen oder höchsten ein Nischendasein führen. 18 V wird das Universalsystem der Zukunft sein. Durch die zur Verfügung stehende Leistung eignen sich diese Maschinen für fast alle Anwendungen. Nur für Aufgaben mit extrem hohem Leistungsbedarf werden künftig noch Geräte mit höherer Akkuspannung eingesetzt. Die meisten Hersteller setzen auf 36 V für ihre Powermaschinen. Damit lassen sich dann auch leistungsstarke Handkreissägen oder Bohrhämmer betreiben.

36 V bietet auch einen weiteren Vorteil: Statt mit einem 36-V-Akku lassen sich manche Geräte auch mit zwei 18-V-Akkus betreiben. Diese Lösung ist nicht ganz unproblematisch, wenn die Akkupacks unterschiedliche Ladezustände haben. Ist einer der beiden Akkupacks leer und schaltet ab, kann die Maschine quasi nur noch mit halber Kraft weiterbetrieben werden. Alternativ gibt es auch Systeme, die überhaupt nicht auf echte 36 V, sondern nur auf 18 V ausgelegt sind. Der zweite Akkupack bringt da nicht mehr Leistung, sondern verdoppelt nur die Akkukapazität. Für eine optimale Ausnutzung der 36 V-Technik wird es auch künftig eigene 36-V-Akkupacks geben.

Noch können nicht alle Maschinen mit Akku betrieben werden, denn die Stromabgabe der aktuellen Lithium-Ionen-Akkus ist auf etwa 20 bis 25 A pro Zelle begrenzt. Metabo hatte bereits im letzten Mai eine neue Akkugeneration für 2015 angekündigt, die die Dauerstromabgabe der Akkuzellen um rund 30 Prozent erhöhen soll. Damit ließe sich dann auch ein Zweihand-Winkelschleifer oder eine Tischkreiskreissäge mit Akku betreiben. Siehe auch Beitrag auf Seite 46 bis 47.

Bis es soweit ist, müssen viele Hersteller mit der Erhitzung der Akkupacks bei hoher Leistungsentnahme kämpfen. Mit dem »CoolPack« versucht Bosch die in den Akkuzellen entstehende Hitze möglichst schnell nach außen zu bekommen. Ein wärmeleitfähiger Kunststoff soll für einen zügigen Abtransport der Wärme aus dem Innern des Akkupacks sorgen und so mehr Leistung ermöglichen. Andere Wettbewerber setzen auf Luftkühlung. Sie verhindert zwar den Temperaturanstieg bei Arbeiten nicht, sorgt aber mit einem Gebläse im Ladegerät für eine schnellere Abkühlung des heißen Akkupacks vor dem Wiederaufladen und ermöglicht schnelleres und schonenderes Laden.

Je mehr Leistung Akkuwerkzeuge erfordern, desto mehr Energie muss auch in den Akkupacks gespeichert werden können, aber umso schneller müssen die Akkus auch wieder aufgeladen werden können. Die Superschnellladegeräte aus der Nickel-Cadmium-Zeit, die einen leeren Akkupack in zehn Minuten wieder aufluden, sind längst Vergangenheit. Mit Lithium-Ionen-Akku dauert der Ladevorgang wieder länger. Je nach Akkukapazität und Hersteller vergeht zwischen einer knappen halben Stunden und einer guten Stunde, bis ein vollständig entladener Akku wieder voll ist.

Das neue »Wireless Charging System« von Bosch soll nach Ansicht des Herstellers eine Alternative zum bisherigen Wechsel des Akkupacks und getrenntem Aufladen in einem Ladegerät sein. Beim Wireless Charging (drahtloses Laden) stellt der Anwender in den Arbeitspausen die Maschine wie eine elektrische Zahnbürste auf dem Ladegerät ab. Dort wird sie immer wieder nachgeladen, sodass kein Akkuwechsel erforderlich ist. Ob sich das System, das eine praktikable Lösung für Industriearbeitsplätze ist, auch im Handwerk bewährt, muss sich noch zeigen. Noch ist die Akkukapazität auf 2,0 Ah beschränkt und das Ladegerät nicht unbedingt für den Einsatz auf der Baustelle geeignet. Doch Bosch hat bereits höhere Kapazitäten und werkstattwagenfähige Ladegeräte angekündigt.

Die Zukunft der Akkutechnik hat zwar schon begonnen. Sie wird aber auch künftig für weitere Leistungssteigerungen und Überraschungen sorgen.

Spannung (V) ist die elektrische Spannung einer Zelle. Angegeben wird eine Nennspannung, die bei Lithium-Ionen-Zellen zum Beispiel 3,6 V beträgt. Werden mehrere Akkuzellen in Reihe geschaltet, addiert sich die Spannung der einzelnen Zellen. Drei Lithium-Ionen-Zellen ergeben 10,8 V, fünf Lithium-Ionen-Zellen 18 V und so weiter. Eine höhere Spannung ermöglicht den Einsatz stärkerer Motoren. Letztlich komm es aber immer darauf an, was der Hersteller draus macht.

Die Akkukapazität (Ah) ist die Elektrizitätsmenge, die sich in einer Akkuzelle speichern und wieder entnehmen lässt. Sie wird in Strom mal Zeit (Ah) gemessen. Kann eine Akkuzelle eine Stunde lang einen Strom von 2,0 A liefern, sind dies 2,0 Ah. Werden in einem Akkupack mehrere Akkuzellen parallel geschaltet, addiert sich die Kapazität der einzelnen Zellen. Gemessen wird die Akkukapazität bei einem Strom von einem Fünftel der Kapazität in Ampere. Bei höheren Strömen kann sie deutlich niedriger sein.

Der Energieinhalt (Wh) eines Akkupacks in Wh ergibt sich aus der Spannung mal Kapazität. Das ist die Elektrizitätsmenge, die pro Akkuladung zur Verfügung steht.

Der Strom (A) in Ampere ist die Höhe des elektrischen Stroms, der vom Verbraucher aus dem Akku entnommen wird. Es wird zwischen einem möglichen Dauerstrom und kurzzeitigen Stromspitzen unterschieden. Bei den Akkupacks für Elektrowerkzeuge ist die Hochstromfähigkeit wichtig. Hochleistungszellen ermöglichen heute Ströme bis 25 A.

Die elektrische Leistung (W) in Watt ist das Produkt aus Spannung und Strom. Fließt bei 18 V Spannung ein Strom von 20 A, so sind dies 360 W.