DE102020113121A1 - Locking device for locking a battery unit and a bicycle and a method for unlocking a battery unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung zum Verriegeln einer Batterieeinheit, insbesondere zum Verriegeln einer Batterieeinheit an einem Halter für eine Batterieeinheit, beispielsweise an einem Fahrzeug oder einem Fahrzeugrahmen, wobei die Verriegelungseinrichtung einen Riegel und einen elektrischen Stellantrieb umfasst, wobei der Stellantrieb in den Riegel eingreift, um den Riegel aus einer Verriegelungsstellung in eine erste Freigabestellung zu bewegen, wobei die Verriegelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass der Riegel während und/oder nach dem Freigeben der Batterieeinheit automatisch außer Eingriff mit dem Stellantrieb gebracht werden kann.Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrrad und ein Verfahren zum Entriegeln einer Batterieeinheit.The invention relates to a locking device for locking a battery unit, in particular for locking a battery unit on a holder for a battery unit, for example on a vehicle or a vehicle frame, the locking device comprising a bolt and an electric actuator, the actuator engaging the bolt to to move the bolt from a locking position into a first release position, the locking device being designed such that the bolt can be automatically disengaged from the actuator during and / or after the release of the battery unit. The invention also relates to a bicycle and a method to unlock a battery unit.
Description
Die Erfindung betrifft eine Verriegelungseinrichtung zum Verriegeln einer Batterieeinheit, insbesondere zum Verriegeln einer Batterieeinheit an einem Halter für eine Batterieeinheit, beispielsweise an einem Fahrzeug oder einem Fahrzeugrahmen.The invention relates to a locking device for locking a battery unit, in particular for locking a battery unit on a holder for a battery unit, for example on a vehicle or a vehicle frame.
Einige Fahrzeuge, beispielsweise einige Fahrräder, sind mit Batterieeinheiten ausgestattet. Beispielsweise kann ein Elektrofahrrad (E-Bike) mit einer Batterieeinheit ausgestattet sein, um ein Antriebssystem des Fahrrads mit Leistung zu versorgen. Derartige Batterieeinheiten müssen möglicherweise entfernbar oder austauschbar sein, z.B. zum Fernaufladen und/oder um das Austuschen einer leeren oder defekten Batterieeinheit gegen eine aufgeladene oder neue Batterieeinheit zu ermöglichen. Eine derartige entfernbare Batterieeinheit kann jedoch aus einem entsprechenden Fahrzeug gestohlen werden, wenn die Batterieeinheit nicht an dem Fahrzeug verriegelt ist.Some vehicles, such as some bicycles, are equipped with battery units. For example, an electric bicycle (e-bike) can be equipped with a battery unit in order to supply a drive system of the bicycle with power. Such battery units may need to be removable or replaceable, e.g. for remote charging and / or to enable the replacement of an empty or defective battery unit with a charged or new battery unit. However, such a removable battery unit can be stolen from a corresponding vehicle if the battery unit is not locked to the vehicle.
Schlösser für Batterieeinheiten sind in Form von mechanischen Schlössern bekannt, die physische Schlüssel als Authentifizierungsmechanismus verwenden. Dies bedeutet, dass Benutzer das Schloss nur bedienen können, wenn sie, was lästig sein kann, einen entsprechenden Schlüssel mit sich führen. Außerdem erschwert dies - z.B. in Miet- oder Sharing-Szenarien - das dynamische Authentifizieren verschiedener Benutzer in verschiedenen Zeitfenstern.Locks for battery units are known in the form of mechanical locks that use physical keys as an authentication mechanism. This means that users can only operate the lock if they have an appropriate key with them, which can be a nuisance. In addition, this makes it difficult - e.g. in rental or sharing scenarios - the dynamic authentication of different users in different time windows.
Elektronische Schlösser sind allgemein als eine Möglichkeit bekannt, einige Nachteile mechanischer Schlösser zu beheben. Derartige Schlösser können über elektronische, z.B. digitale, Authentifizierungsmechanismen - z.B. mittels drahtloser Kommunikationstechnologien - betrieben werden. Ein allgemeiner Nachteil von elektronischen Schlössern besteht darin, dass zu ihrem Betrieb eine elektrische Leistungsquelle, z.B. eine eigens für sie vorgesehene Batterie, benötigt wird. Eine eigens für ein Schloss vorgesehene Batterie kann kostspielig sein, die Konstruktion des Fahrzeugs komplizierter machen, und seine Benutzerfreundlichkeit beeinträchtigen.Electronic locks are widely known as one way of overcoming some of the disadvantages of mechanical locks. Such locks can be controlled via electronic, e.g. digital, authentication mechanisms - e.g. by means of wireless communication technologies. A general disadvantage of electronic locks is that they require a source of electrical power, e.g. a specially designed battery is required. A dedicated battery for a lock can be costly, complicate the construction of the vehicle, and affect its usability.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die oben genannten Probleme und Nachteile zu überwinden. Die Erfindung zielt insbesondere darauf ab, eine Lösung für das Verriegeln einer Batterieeinheit bereitzustellen, bei der die Batterieeinheit benutzerfreundlich, effizient und zuverlässig arbeiten kann.The present invention aims to overcome the above problems and disadvantages. The invention aims in particular to provide a solution for locking a battery unit in which the battery unit can operate in a user-friendly, efficient and reliable manner.
Zu diesem Zweck wird gemäß einem Aspekt der Erfindung eine Verriegelungseinrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 bereitgestellt.For this purpose, according to one aspect of the invention, a locking device according to the features of
Bereitgestellt wird insbesondere eine Verriegelungseinrichtung zum Verriegeln einer Batterieeinheit, insbesondere zum Verriegeln einer Batterieeinheit an einem Halter für eine Batterieeinheit, beispielsweise an einem Fahrzeug oder einem Fahrzeugrahmen, wobei die Verriegelungseinrichtung einen Riegel und einen elektrischen Stellantrieb umfasst, wobei der Stellantrieb in den Riegel eingreift, um den Riegel aus einer Verriegelungsposition (zum Verriegeln/Ineingiffbringen der Batterieeinheit) in eine erste Freigabestellung (zum Freigeben der Batterieeinheit) zu bewegen, wobei die Verriegelungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass der Riegel während und/oder nach dem Freigeben der Batterieeinheit automatisch außer Eingriff mit dem Stellantrieb gebracht werden kann.In particular, a locking device is provided for locking a battery unit, in particular for locking a battery unit on a holder for a battery unit, for example on a vehicle or a vehicle frame, the locking device comprising a bolt and an electric actuator, the actuator engaging the bolt to to move the bolt from a locking position (for locking / engaging the battery unit) into a first release position (for releasing the battery unit), the locking device being designed such that the bolt is automatically disengaged from the battery unit during and / or after the release of the battery unit Actuator can be brought.
Während des Betriebs kann die Batterieeinheit über den elektrischen Stellantrieb elektronisch entriegelt werden. Insbesondere greift der elektrische Stellantrieb anfänglich in den Riegel ein und kann dazu angesteuert (gespeist) werden, den Riegel aus der Verriegelungsstellung (in welcher der Riegel die Batterieeinheit etwa verriegeln oder an ihrem Platz halten kann) in die erste Freigabestellung zu bewegen. Anschließend kann der Riegel während und/oder nach dem Freigeben der Batterieeinheit automatisch außer Eingriff mit dem Stellantrieb gebracht werden. Insbesondere kann nach einem solchen Außereingriffbringen des Stellantriebs mit dem Riegel die Riegelbewegung unabhängig von einem Zustand des Stellantriebs (insbesondere unabhängig von der Verfügbarkeit elektrischer Leistung) erreicht werden. Dies bedeutet, dass ein anschließendes Verriegeln einer Batterieeinheit (z.B. beim Austausch der Batterieeinheit) automatisch, vorzugsweise mechanisch, und vorzugsweise ohne dass der Stellantrieb noch elektrisch gespeist werden muss, ermöglicht werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Konfiguration derart, dass nach dem Austausch der Batterieeinheit der Eingriff des Stellantriebs mit dem Riegel automatisch wiederhergestellt werden kann, und der Stellantrieb - z.B. über die von der eingesetzten Batterieeinheit bereitgestellte elektrische Leistung - (wieder) elektrisch gespeist werden kann, sodass die Verriegelungseinrichtung in einen anfänglichen Verriegelungszustand zurückkehrt.During operation, the battery unit can be unlocked electronically using the electric actuator. In particular, the electric actuator initially engages the bolt and can be controlled (powered) to move the bolt from the locking position (in which the bolt can lock the battery unit or hold it in place) into the first release position. The latch can then be automatically disengaged from the actuator during and / or after the battery unit is released. In particular, after such a disengagement of the actuator with the bolt, the bolt movement can be achieved independently of a state of the actuator (in particular independently of the availability of electrical power). This means that a subsequent locking of a battery unit (e.g. when replacing the battery unit) can be made possible automatically, preferably mechanically, and preferably without the actuator having to be electrically powered. In a preferred embodiment the configuration is such that after the replacement of the battery pack, the engagement of the actuator with the bolt can be automatically restored and the actuator - e.g. Can be (again) electrically fed via the electrical power provided by the inserted battery unit, so that the locking device returns to an initial locking state.
Vorzugsweise umfasst die Verriegelungseinrichtung ein Federmittel, das so ausgebildet ist, dass es einer Riegelbewegung mittels Federkraft entgegenwirkt, und das beispielsweise so ausgebildet ist, dass es durch den Riegel zusammengedrückt wird, wenn der Riegel sich aus der Verriegelungsstellung zu der ersten Freigabestellung bewegt.Preferably, the locking device comprises a spring means which is designed so that it counteracts a bolt movement by means of spring force, and which is designed, for example, so that it is compressed by the bolt when the bolt moves from the locking position to the first release position.
Auf diese Weise kann (vorzugsweise ohne Einsatz von elektrischer Leistung) insbesondere nach dem Freigeben einer entsprechenden Batterieeinheit aus der Verriegelungseinrichtung eine automatische Wiederherstellung der Riegelstellung erreicht werden. Außerdem kann der Riegel auf diese Weise (unter Federkraft) in einem Batterieaufnahmezustand zum Aufnehmen und z.B. automatischen Verriegeln einer Batterieeinheit während des Einsetzens der Batterieeinheit (und wiederum vorzugsweise ohne Verwendung von elektrischer Energie) gehalten werden.In this way (preferably without the use of electrical power), especially after a corresponding battery unit has been released from the locking device, a automatic restoration of the bolt position can be achieved. In addition, the bolt can in this way (under spring force) be held in a battery receiving state for receiving and, for example, automatic locking of a battery unit during the insertion of the battery unit (and again preferably without the use of electrical energy).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verriegelungseinrichtung ein Eingriffselement zum Übertragen einer Stellantriebsbewegung auf den Riegel, wobei das Eingriffselement zwischen einem Eingriffszustand zum Eingreifen in den Riegel und einem Nichteingriffszustand zum Freigeben des Riegels verstellbar ist.According to a preferred embodiment, the locking device comprises an engagement element for transmitting an actuator movement to the bolt, the engagement element being adjustable between an engaged state for engaging the bolt and a disengaged state for releasing the bolt.
Das einstellbare Eingriffselement kann ein wechselseitiges Ineingriffbringen und Außereingriffbringen (Freigeben) zwischen dem Riegel und dem Stellantrieb und außerdem ein Übertragen der Bewegung des Stellantriebs im Falle eines Eingriffs zwischen Stellantrieb und Riegel erreichen.The adjustable engagement element can achieve a mutual engagement and disengagement (release) between the bolt and the actuator and also a transmission of the movement of the actuator in the event of an engagement between the actuator and the bolt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Riegel dazu ausgebildet sein, sich unter dem Einfluss einer äußeren Kraft, beispielsweise eines Drucks von der Batterieeinheit während ihres Entfernens, insbesondere wenn die Einheit den Riegel passiert, von der ersten Freigabestellung in eine zweite Freigabestellung zu bewegen. Das Eingriffselement ist vorzugsweise dazu ausgebildet, automatisch in den Nichteingriffszustand einzutreten, wenn (infolgedessen, dass) der Riegel sich aus der ersten Freigabestellung in eine zweite Freigabestellung bewegt.According to a further embodiment, the latch can be designed to move from the first release position into a second release position under the influence of an external force, for example pressure from the battery unit during its removal, in particular when the unit passes the latch. The engagement element is preferably designed to automatically enter the disengaged state when (as a result of the fact that) the bolt moves from the first release position into a second release position.
Somit kann der Riegel während und/oder nach dem Freigeben der Batterieeinheit automatisch außer Eingriff mit dem Stellantrieb gebracht werden. Mit anderen Worten: eine Bewegung der Batterieeinheit, um diese Einheit zu entfernen, kann zu einer Riegelverschiebung (aus der ersten Freigabestellung in die zweite Freigabestellung) führen, wobei diese Riegelverschiebung dazu führen kann, dass das Eingriffselement in eine entsprechende Riegelfreigabestellung eintritt, (wodurch der Riegel von dem elektrischen Stellantrieb entkoppelt wird).The bolt can thus be automatically disengaged from the actuator during and / or after the battery unit is released. In other words: a movement of the battery unit in order to remove this unit can lead to a bolt displacement (from the first release position into the second release position), wherein this bolt displacement can lead to the engagement element entering a corresponding bolt release position (whereby the Bolt is decoupled from the electric actuator).
Die Erfindung stellt ferner ein Fahrrad mit einer erfindungsgemäßen Verriegelungseinrichtung, ein System, umfassend eine erfindungsgemäße Verriegelungseinrichtung und eine durch die Verriegelungseinrichtung zu verriegelnde Batterieeinheit, und ein Verfahren zum Entriegeln einer Batterieeinheit bereit.The invention further provides a bicycle with a locking device according to the invention, a system comprising a locking device according to the invention and a battery unit to be locked by the locking device, and a method for unlocking a battery unit.
Auf diese Weise lassen sich die oben genannten Vorteile erzielen.In this way the advantages mentioned above can be achieved.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche bereitgestellt.Further advantageous developments of the invention are provided by the features of the dependent claims.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von beispielhaften Ausführungsformen und Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigt bzw. ist:
- die
1 eine auseinandergezogene isometrische Ansicht einer Verriegelungseinrichtung, einer Montageplatte und eines Teils einer Batterieeinheit gemäß einer beispielhaften Ausführungsform; - die
2a eine isometrische Ansicht eines Teils der in der1 gezeigten Verriegelungseinrichtung im zusammengebauten Zustand; - die
2b eine Unteransicht der Verriegelungseinrichtung der2a ; - die
2c einen Querschnitt entlang der Linie II-II der2b ; - die
3 eine isometrische Seitenansicht eines Eingriffselements, einer Eingriffswelle und eines Stellantriebsverbinders der beispielhaften Ausführungsform der Verriegelungseinrichtung der1 ; - die
4 eine isometrische Seitenansicht eines Riegels der exemplarischen Ausführungsform; - die
5a eine Draufsicht auf die Ausführungsform der1 , wobei der Riegel sich in einer Verriegelungsstellung befindet; - die
5b einen Querschnitt entlang der Linie V-V der5a ; - die
6a ähnlich zu der5a und zeigt das System mit dem Riegel in einer ersten Freigabestellung; - die
6b einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI der6a ; - die
7a ähnlich zu der5a und zeigt das System mit dem Riegel in einer zweiten Freigabestellung; - die
7b einen Querschnitt entlang der Linie VII-VII der7a ; - die
8a ähnlich zu der5a und zeigt das System mit der Batterieeinheit in daraus entfernter Stellung; - die
8b einen Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII der8a ; - die
9a ähnlich zu der8a und zeigt das System nachdem die Batterie ausgetauscht und verriegelt wurde, vor dem Eingriff durch den Stellantrieb; - die
9b einen Querschnitt entlang der Linie IX-IX der9a ; - die
10a ähnlich zu der9a und zeigt das System nach dem Batterieaustausch und nach dem Eingriff durch den Stellantrieb; - die
10b einen Querschnitt entlang der Linie X-X der10a ; - die
11 einen Ausschnitt Q1 der6b ; und - die
12 einen Ausschnitt Q2 der7b .
- the
1 an exploded isometric view of a locking device, a mounting plate and a portion of a battery pack according to an exemplary embodiment; - the
2a an isometric view of part of the1 locking device shown in the assembled state; - the
2 B a bottom view of the locking device of2a ; - the
2c a cross section along the line II-II of2 B ; - the
3 FIG. 6 is an isometric side view of an engagement member, an engagement shaft, and an actuator connector of the exemplary embodiment of the locking device of FIG1 ; - the
4th Fig. 3 is an isometric side view of a latch of the exemplary embodiment; - the
5a a plan view of the embodiment of1 , wherein the bolt is in a locking position; - the
5b a cross section along the line VV of5a ; - the
6a similar to that5a and shows the system with the bolt in a first release position; - the
6b a cross section along the line VI-VI of6a ; - the
7a similar to that5a and shows the system with the bolt in a second release position; - the
7b a cross section along the line VII-VII of7a ; - the
8a similar to that5a and shows the system with the battery pack removed therefrom; - the
8b a cross section along the line VIII-VIII of FIG8a ; - the
9a similar to that8a and shows the system after the battery has been replaced and locked, prior to actuator intervention; - the
9b a cross section along the line IX-IX of FIG9a ; - the
10a similar to that9a and shows the system after battery replacement and after actuator intervention; - the
10b a cross section along the line XX of the10a ; - the
11 a section Q1 of the6b ; and - the
12 a section Q2 of the7b .
In den Zeichnungen sind entsprechende Merkmale mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet.Corresponding features are identified by corresponding reference symbols in the drawings.
Die Zeichnungen zeigen ein System, umfassend eine Verriegelungseinrichtung
Die Ansteuerung (z.B. Aktivierung und Deaktivierung) des Stellantriebs
Insbesondere kann die Verriegelungseinrichtung
Die Verriegelungseinrichtung
Zum Steuern und/oder Verändern der Stellung des Riegels
Der Stellantrieb
Die vorliegende Verriegelungseinrichtung
Insbesondere kann die Einrichtung
In diesem Beispiel ist das Eingriffselement
Die vorliegenden Schwenkzapfen
Da das Eingriffselement
Wie in den
In diesem Beispiel umfasst das Eingriffselement
In diesem Beispiel führt eine Drehung des Eingriffselementes
Ferner weist der Riegel (
Wie in der
Beispielsweise kann das verjüngte Ende der ersten diagonalen Seite
Die Bedienung der Verriegelungseinrichtung
Die
In der
Um das Eingriffselement
Es ist zu beachten, dass ein solcher Eingriffszustand auch zur weiteren Verriegelung des Riegels in seiner Verriegelungsstellung verwendet werden kann.It should be noted that such an engagement state can also be used for further locking the bolt in its locking position.
Sobald er derart in Eingriff steht, kann der Stellantrieb
Während der Riegel
Wie in der
Wenn dieselbe (oder eine Austausch-) Batterieeinheit
Insbesondere bewirkt die Riegelfeder
Als Nächstes kann die ausgetauschte Batterieeinheit
Somit wird eine kompakte und zuverlässige Lösung zum Verriegeln einer Batterieeinheit bereitgestellt, wobei die Batterieeinheit schnell ohne elektrische Leistungsaufnahme zum Zeitpunkt des Verriegelns verriegelbar ist, wobei die Batterieeinheit elektronisch entriegelbar ist.A compact and reliable solution for locking a battery unit is thus provided, the battery unit being able to be locked quickly without electrical power consumption at the time of locking, the battery unit being able to be unlocked electronically.
Obgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte und bevorzugte Ausführungsformen erläutert wurde, versteht es sich, dass Abwandlungen derselben möglich sind und als enthalten im Umfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, betrachtet werden.Although the invention has been explained with reference to exemplary and preferred embodiments, it is to be understood that modifications thereof are possible and are considered to be included within the scope of the invention as defined in the claims.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1.1.
- VerriegelungseinrichtungLocking device
- 2.2.
- BatterieeinheitBattery unit
- 3.3.
- Riegelbars
- 4.4th
- Elektrischer StellantriebElectric actuator
- 5.5.
- EingriffselementEngagement element
- 6.6.
- EingriffswelleEngagement shaft
- 7.7th
- Drehachse des elektrischen StellantriebsAxis of rotation of the electric actuator
- 8.8th.
- Erstreckungsrichtung der EingriffswelleDirection of extension of the engagement shaft
- 9.9.
- Nockencam
- 10.10.
- NockenseiteCam side
- 11.11.
- NockenaufnahmeausnehmungCam receiving recess
- 12.12.
- Erste AusnehmungsseiteFirst side of the recess
- 13.13.
- Zweite AusnehmungsseiteSecond side of the recess
- 14.14th
- EingriffsfederEngagement spring
- 15.15th
- RiegelfederLatch spring
- 16.16.
- Verjüngtes EndeTapered end
- 17.17th
- Gehäuse (erster Teil)Housing (first part)
- 18.18th
- Gehäuse (zweiter Teil)Housing (second part)
- 19.19th
- Erste DiagonalseiteFirst diagonal side
- 20.20th
- RückzugsrichtungWithdrawal direction
- 21.21st
- Zweite DiagonalseiteSecond diagonal side
- 22.22nd
- Aufnahmeadmission
- 23.23.
- AufnahmerichtungShooting direction
- 24.24.
- EntfernrichtungDistance Direction
- 25.25th
- StellantriebsverbinderActuator connector
- 26.26th
- MontageplatteMounting plate
- 27.27.
- MontageplattenöffnungMounting plate opening
- 28.28.
- Haltekanten des RiegelsRetaining edges of the bolt
- 29.29
- Erste DrehbetätigungsrichtungFirst direction of rotation
- 30.30th
- Zweite DrehbetätigungsrichtungSecond direction of rotation
Claims (21)
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DE102020113121.6A Withdrawn DE102020113121A1 (en) | 2019-05-17 | 2020-05-14 | Locking device for locking a battery unit and a bicycle and a method for unlocking a battery unit |
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