EP4298687A1 - Verriegelungsvorrichtung zur verriegelung eines akkupacks - Google Patents

Verriegelungsvorrichtung zur verriegelung eines akkupacks

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Publication number
EP4298687A1
EP4298687A1 EP22709958.7A EP22709958A EP4298687A1 EP 4298687 A1 EP4298687 A1 EP 4298687A1 EP 22709958 A EP22709958 A EP 22709958A EP 4298687 A1 EP4298687 A1 EP 4298687A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
locking
battery pack
locking device
designed
blocking
Prior art date
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Pending
Application number
EP22709958.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Simon Buck
Fabian Philipzik
Peter Kunert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP4298687A1 publication Critical patent/EP4298687A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
    • H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/249—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for aircraft or vehicles, e.g. cars or trains
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    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Definitions

  • the invention relates in particular to a system having a battery pack and a connecting device, the connecting device being designed for the detachable connection of the battery pack to an electrically drivable means of transportation, the connecting device having a locking device designed to lock the battery pack to the connecting device , wherein the locking device has a battery pack interface for detachably connecting the locking device to the battery pack and a consumer interface for connecting the locking device to the electrically drivable means of transportation, wherein the connec tion device has a guide device which is designed to guide the battery pack. It is proposed that the locking device has a housing that is designed in such a way that it can be connected to the guide device in at least two different configurations. In this way, an optimal connection and/or integration of the battery pack with the means of transportation can be achieved.
  • the connecting device is preferably formed or provided for single-stage locking.
  • a single-stage locking system should be understood to mean that unlocking is possible via a single actuation by the user, for example pressing a button or unlocking.
  • the connecting device is designed or provided for two-stage locking.
  • Under a two-stage Ver locking system is to be understood that unlocking only over two or at least two separate operations by the user is possible. For example unlocking as the first actuation and actuation of another button as the second actuation.
  • a two-stage or multi-stage locking system can advantageously ensure that the user always has control over the battery pack.
  • the battery pack has a battery pack housing in which at least one battery cell is arranged.
  • the battery cell can be designed as a galvanic cell, which has a structure in which a cell pole comes to rest at one end and a further cell pole at an opposite end.
  • the battery cell has a positive cell pole at one end and a negative cell pole at an opposite end.
  • the battery cells are preferably designed as NiCd or NiMh, particularly preferably as lithium-based battery cells or Li-ion battery cells.
  • the battery voltage of the battery pack is usually a multiple of the voltage of an individual battery cell and results from the connection (parallel or series) of the battery cells. It is also conceivable that the battery cells are designed as prismatic cells or pouch cells.
  • the battery cell is preferably designed as an at least essentially cylindrical round cell, with the cell poles being arranged at the ends of the cylindrical shape.
  • the battery pack housing is designed in particular as an outer housing.
  • the battery pack housing can have one or more housing parts. The housing parts are connected to one another in a non-positive, positive and/or material connection.
  • the battery pack is preferably designed as an exchangeable battery pack.
  • the battery pack is preferably designed as an integrated battery pack, which is partially or completely arranged in a housing or in a frame of the means of locomotion when it is connected to the means of locomotion. Alternatively, it is also conceivable that the battery pack is designed in such a way that the battery pack can be attached to the outside of the housing or the frame of the means of transportation.
  • the connecting device is designed in particular for the detachable connection of the battery pack to the housing or the frame of the means of locomotion.
  • the connection device can be partially or completely in the housing or be arranged on the frame of the means of locomotion.
  • the connecting device, in particular the locking device is arranged partially or completely on an outside of the housing or the frame of the means of transportation.
  • the electrically drivable means of locomotion is preferably designed as an electric bicycle.
  • the means of locomotion is designed as an electric scooter, an electric cart, a wheelchair, a golf cart, a Segway or the like.
  • the means of locomotion comprises a drive unit comprising an electric motor, with the battery pack supplying the electric motor with energy in the connected state.
  • the means of locomotion comprises at least one wheel, preferably at least two wheels, with a drive movement of the electric motor being transmitted to at least one wheel.
  • the means of locomotion includes a control unit which is designed to control and/or regulate the means of locomotion, in particular the drive unit.
  • the means of locomotion preferably includes an HMI (Human Machine Device), the HMI having a screen unit for displaying information and an operating unit for setting the HMI and/or the means of locomotion.
  • the HMI is designed in particular as a charge status display, via which a charge status of the battery pack can be displayed in the connected and/or unconnected state.
  • the means of transportation designed as an electric bicycle has a frame. Sensors, the control unit, the drive unit, the connecting device and/or the battery pack can be arranged completely or partially in the frame.
  • the housing or frame of the means of locomotion is preferably predominantly or completely made of metal and/or a fiber-reinforced plastic.
  • the battery pack interface is preferably designed in such a way that the battery pack can be connected to the locking device via a linear movement and/or a rotational movement relative to one another.
  • the battery pack can thus advantageously be connected to the means of transportation both via a sliding movement and a pivoting movement.
  • the guide device is preferably designed as a linear guide device, but the battery pack is not connected to the guide device the locking device connected state has a single linear degree of freedom.
  • the guide device preferably comprises at least one guide rail and/or at least one guide groove which can be connected to a corresponding guide groove and/or guide rail of the battery pack.
  • the consumer interface or the connection device does not have a guide device.
  • the housing of the locking device can be made of metal and/or plastic.
  • the housing can be designed in one piece or in several pieces. In the context of this application, one-piece is to be understood in particular as meaning individual components or a plurality of components which are materially connected to one another.
  • the housing of the locking device is preferably designed in two parts, with the first housing part being connected to the second housing part via a non-positive and/or positive connection, in particular via a latching connection.
  • the battery pack interface is partially or completely arranged in the housing of the locking device.
  • the moving components of the battery pack interface are preferably mounted in the housing of the locking device.
  • the housing has an opening designed to accommodate the battery pack.
  • the locking device can be connected to the guide device via a material connection or via a non-positive and/or positive connection.
  • At least two different configurations should in particular be understood to mean that the guide device can be connected to the housing of the locking device at two different positions of the latter.
  • this changes the relative arrangement of the battery pack cut parts to the guide device, which offers additional options in terms of integration into the means of locomotion or the design and arrangement of the battery pack.
  • the housing of the locking device has a first side with at least one first connecting element, which is designed to connect the locking device to the guide device, and a second side with at least one second connecting element for connecting the locking device to the guide device.
  • the same housing can advantageously be used for under different configurations by this measure.
  • the housing can have a plurality of first connecting elements, which are designed essentially the same or under different.
  • the housing can have a plurality of second connec tion elements that are formed essentially the same or different.
  • the connecting elements on the first side do not differ from the connecting elements on the second side essentially in terms of design, but only in terms of their positioning on the housing of the locking device.
  • the first side and the second side are designed in particular as outer sides.
  • the housing is preferably designed in such a way that only the first side or only the second side can be connected to the guide device.
  • the at least one connection element on the second side is arranged rotated by an angle X relative to the at least one connection element on the first side.
  • the angle X is preferably essentially 30°, 60°, 90° or a multiple of these values.
  • first side and the second side of the housing of the locking device are arranged at a distance from one another, in particular adjoin one another.
  • first side and the second side of the housing have a common edge.
  • the common edge can extend straight or curved.
  • the battery pack interface is arranged at least partially within the housing of the locking device.
  • the battery pack has a battery pack housing, the battery pack housing being connected to at least one adapter element.
  • the battery pack housing can advantageously be adapted to the configuration of the locking device by the adapter element.
  • the adapter element can be formed in one piece or in one piece with the battery pack housing be. In the context of this application, one-piece is to be understood as meaning a single component that does not consist of components connected to one another in a materially bonded, non-positive manner and/or non-positively.
  • the adapter element is preferably connected to the battery pack housing in a material-to-material or non-positive and/or positive manner. The connection is preferably made via a screw connection.
  • the adapter element can be made of a plastic and/or a metal, for example.
  • the adapter element is designed as a hybrid component that includes, for example, a plastic part with a sheet metal insert. It is also conceivable that the adapter element has a metal rail and a connecting element made of plastic. The adapter element can be designed in such a way that it can be connected to the battery pack in different orientations relative to the battery cells. It is also conceivable that the adapter element is provided for a specific configuration of the locking device and a further adapter element is provided for a further configuration.
  • the adapter element has a guide unit which is designed in such a way that the adapter element can be brought into engagement with the guide device for axially guiding the battery pack when the battery pack is connected.
  • an optimal connection of the battery pack can be provided with the means of transportation.
  • the guide unit is preferably connected in one piece or in one piece to the adapter element.
  • the adapter element has at least one guide groove which corresponds to a guide rail of the guide device.
  • the battery pack preferably has two adapter elements which are mounted on the end faces of the battery pack housing.
  • the adapter element has a connection unit for connection to the locking device, in particular to the battery pack interface of the locking device, for axially fixing the battery pack. This advantageously allows the position of the connection unit to be adapted to the configuration.
  • the system has a further adapter element for alternative connection to the battery pack, the further adapter element having a guide unit and a connection unit which are rotated by the angle X in relation to the guide unit and the connection unit of the adapter element.
  • the further adapter element can thus be optimally adapted to a second configuration.
  • the guide device can be connected to a housing, in particular a frame, of the means of transportation.
  • the connection can be materially bonded or force-fitting and/or form-fitting. Before preferably the connection is made via a screw.
  • the locking device be connected to the guide device via a two-stage process, with a first relative movement of the locking device in relation to the guide device taking place in a first stage and a second relative movement of the locking device in relation to the guide device taking place in a second stage , wherein the first relative movement crosses the second relative movement.
  • the relative movements can be translatory and/or rotary relative movements. Screws or the like can thereby advantageously be dispensed with, as a result of which a space-saving and light-weight design can be realized.
  • the invention relates to a locking device for locking a battery pack to a consumer, with a battery pack interface for the detachable connection of the locking device to the battery pack along a connection direction, the battery pack interface having a receptacle in which the battery pack is at least partially arranged in the connected state. and has at least one movably mounted locking element. It is proposed that the locking element is always designed to be movable in the unconnected state and/or is biased in the connected state with a force opposite to the connection direction. As a result, the connection process can advantageously be optimized for the user.
  • the consumer is preferably designed as an electrically drivable means of locomotion, preferably as an electric bicycle.
  • the locking device is preferably assigned to the consumer. However, it would also be conceivable for the locking device to be assigned to the battery pack.
  • the movably mounted locking element can be made of a plastic and/or a metal.
  • the locking element can be reinforced be rich, for example by metallic Einle ger to counteract wear.
  • the locking device can have one or more locking elements.
  • the movably mounted locking element is designed for the particular axial fixation of the battery pack in the connected state. In the fixed state, the battery pack is preferably held directly by the locking element. Thus, the locking element touches the battery pack in the fixed state. In the fixed state, the battery pack is connected essentially without play. The battery pack is preferably held in the fixed state by the locking element.
  • the locking element has a damping element, for example a rubber buffer.
  • always movable in this state should be understood to mean that the locking element is not fixed or cannot be fixed in the unconnected state. In this way it can be ensured that a connection between the battery pack and the consumer is always possible.
  • the force with which the locking element is pretensioned counter to the connection direction in the connected or fixed state is preferably designed such that the battery pack is automatically pushed out of the receptacle when the fixing is released, ie without the user having to pull it.
  • the length of the path that the battery pack is moved by the force preferably corresponds to at least half the length of the receptacle along the connection direction.
  • the locking element is mounted pivotably about a locking axis.
  • the locking element it would also be conceivable for the locking element to be designed to be linearly movable.
  • the locking element is subjected to a force counter to the connection direction by means of at least one first restoring element.
  • the restoring element is preferably designed as a spring element.
  • the spring element can be designed, for example, as a ring spring, a spiral spring, a torsion spring, etc.
  • the spring element can be made of a plastic and/or a metal.
  • the first restoring element is connected directly to the locking element.
  • the restoring element is movably or rigidly connected to the locking element.
  • the locking device has a movably mounted blocking element, the blocking element being designed to block the locking element in at least one state.
  • a secure fixation of the locking element can be realized by the blocking element.
  • the blocking element is designed in such a way that the blocking element blocks the locking element in the fixed state, in which the blocking element is in particular prestressed.
  • the blocking element lies directly against the locking element in the fixed state, so that the blocking element touches the locking element.
  • the blocking element is mounted pivotably about a blocking axis.
  • the blocking axis is preferably parallel to the locking axis.
  • the blocking axis and the locking axis to be designed so that they cross or are aligned at 90° to one another. It would also be conceivable for the blocking element to be designed to be linearly movable.
  • the blocking element is subjected to a force in the direction of the locking element by means of at least one second restoring element.
  • the second restoring element is preferably designed as a spring element.
  • the spring element can be designed, for example, as a ring spring, a spiral spring, a torsion spring, etc.
  • the spring element can be made of a plastic and/or a metal.
  • the locking device has a movably mounted release element, the release element being designed to be operated manually, the release element being designed to move the blocking element from a blocking position into a release position. In the blocking position of the blocking element, the battery pack can be fixed by the locking element. In the release position of the blocking element, the battery pack cannot be fixed or the fixation is released and the battery pack is pushed at least partially out of the receptacle.
  • the release element and the blocking element are preferably designed to be movable relative to one another.
  • the blocking element is acted upon by the second restoring element with a force such that the release element is moved into an initial position in the non-actuated state.
  • This can advantageously ensure that the locking element is always movable in the unfixed state.
  • the locking device it is also conceivable for the locking device to have an additional resetting element that is provided for the automatic resetting of the release element into the starting position.
  • the restoring element is preferably designed in such a way that the restoring element is always in contact with the blocking element.
  • the restoring element be designed in such a way that the locking element is moved into an unlocked position when the release element is actuated, the battery pack being partially, preferably mostly, pushed out of the receptacle in the unlocked position.
  • the advantage of this is that the battery pack can be easily removed.
  • the return element be designed in such a way that the battery pack is always moved to the same unlocked position.
  • the housing of the locking device can have a stop against which the locking element rests in the unlocked state and thus stops the ejection movement of the battery pack through the locking element.
  • the locking element has an actuating area, wherein the actuating area can be acted upon by the battery pack in the unlocked state and rests against the blocking element in the locked state in such a way that movement of the locking element is blocked in at least one direction. The movement of the locking element in the blocked or fixed state is preferably blocked in both directions.
  • the locking element be designed in such a way that the locking element has a fixing area, with the fixing area being arranged adjacent to the actuating area, with the locking element being configured in such a way that the battery pack is guided out of the actuating area into the fixing area during the connection process becomes.
  • the actuation area and the fixing area are formed adjacent to each other. In particular, the actuation area merges directly into the fixing area, so that the battery pack is in contact with both areas during the transition.
  • the actuation area is preferably designed as a flat surface.
  • the actuation area is configured so that it can be acted upon by an actuation element or connecting element of the battery pack.
  • the actuation area is in particular the first and last area on which the battery pack is present during the connection process.
  • the fixing area can be formed as a flat surface or as a curved surface.
  • the shape of the fixing area is preferably adapted to a shape of the battery pack, in particular of the actuating element of the battery pack.
  • the invention relates in particular to a locking device for locking a battery pack to a consumer, with a housing, with a battery pack interface for the detachable connection of the locking device to the battery pack along a connection direction, with the battery pack interface having at least one movably mounted locking element and one movably mounted blocking element comprises, wherein the blocking element is formed out to block the locking element in at least one state.
  • the blocking element has at least two, in particular three, points of application at which a force can be applied to the blocking element in order to unlock the locking element.
  • Beneficial can the fixation of the battery pack can be released in different ways.
  • the blocking element can be designed in one piece, in one piece or in several pieces.
  • the points of attack are designed in particular as areas on an outer surface of the blocking element.
  • the points of attack are arranged at a distance from one another.
  • the points of application are preferably arranged at the end regions of the blocking element in relation to the blocking axis of the blocking element in order to generate the greatest possible leverage.
  • the blocking element has at least two points of application, the distance between which is greater than the distance between the point of application that is furthest away from the blocking axis.
  • the locking device has a movably mounted release element, the release element being designed to be actuated manually, the release element being designed to move the blocking element from a blocking position into a release position.
  • the release element can be formed directly manually or indirectly manually actuated.
  • a directly manually actuable release element is to be understood in particular as a release element that is mechanically coupled to an actuating button, so that a force for actuating the release element is exerted by the user. The force can act directly on the release element or via one or more components mechanically coupled to it.
  • a release element that can be actuated indirectly and manually is to be understood in particular as a release element that is mechanically coupled to an actuator.
  • the actuator can be designed mechanically, electromechanically, magnetically, etc.
  • the actuator can be controllable, for example, by a loading actuation button.
  • the actuating button can be connected to an electronic switch's.
  • the actuator can be controlled via a computer device, such as a smartphone or a smartwatch, or via an RFID transmitter.
  • the release element is connected or coupled to a lock unit.
  • the lock unit can be designed as a mechanical lock, with an associated key being used to Castle can be actuated and the release element coupled to the mechanical lock can be moved.
  • the lock unit can be designed as an electronic lock.
  • the electronic lock can have a communication interface, for example, by means of which data can be transmitted wirelessly via Bluetooth, WLAN, a mobile radio network, RFID, or the like.
  • the electronic lock can thus be controlled, in particular unlocked and/or closed, via an external computer device.
  • the electronic lock it is also conceivable for the electronic lock to have a fingerprint sensor, face recognition or the option of entering an unlocking code.
  • the locking device has a housing in which the lock unit can be arranged in a first orientation or in a second orientation.
  • this allows the lock unit to be partially positioned independently of the configuration of the locking device.
  • the blocking element is formed so that it can be acted upon by the release element coupled to the lock unit in the first orientation and in the second orientation at different points of application.
  • optimal actuation of the blocking element can always be realized as a result.
  • the points of attack are arranged at a distance from one another.
  • the points of attack are arranged on different levels.
  • the planes extend orthogonally to the blocking axis and/or the locking axis.
  • the lock unit is connected to the housing of the locking device in the first orientation substantially directly and in the second orientation via an adapter housing.
  • a secure arrangement of the lock unit can advantageously be realized in this way.
  • the adapter housing is inserted into the locking device housing during the assembly process.
  • the adapter housing is preferably non-positively and/or positively connected to the housing of the locking device.
  • the locking device in the second orientation has a transmission element that transmits a movement of the release element to the blocking element.
  • the transmission element is designed in such a way that a rotary movement of the release element about a release axis is converted into a rotary movement of the blocking element about a blocking axis, the release axis being arranged crossing, in particular essentially perpendicular, to the blocking axis.
  • a rotary movement of the release element is converted into a linear movement of the blocking element.
  • the first point of application is arranged on a side of the blocking element opposite the second and/or third point of application.
  • the additional point of action can provide a further possibility for actuating the blocking element.
  • the locking mechanism is designed in particular such that the blocking element has the first and second points of attack in a first orientation of the lock unit and has the first point of attack and the third point of attack in a second orientation of the lock unit. Accordingly, the locking device has a point of action that depends on the orientation of the lock unit and a point of action that is independent of the orientation of the lock unit.
  • the first point of action is arranged adjacent to a recess in the housing of the locking device.
  • the first point of attack can be designed to be operable via a further lock unit.
  • the locking device can thus have a mechanical lock and an electronic lock.
  • the first point of action is designed to be actuatable via a tool.
  • the lock unit can be dispensed with for a particularly favorable and lightweight embodiment.
  • the locking device is arranged in a frame of the electric bicycle, with the lock unit having a first operating area which can be arranged laterally on the frame both in the first orientation and in the second orientation.
  • the first operating area is designed in such a way that it can be accessed and operated by the user from the outside.
  • the frame has a recess which is arranged adjacent to the recess of the housing of the locking device and forms a second operating area.
  • a channel for a tool is formed by the recess in the frame and the recess in the housing of the locking device.
  • this can provide an additional option for actuating the blocking element who the.
  • the blocking element is actuated via the first control area by means of the release element, while the blocking element is actuated via the second control area without the release element.
  • operating area are arranged opposite one another or offset by 90° from one another. This measure allows a particularly advantageous arrangement of the operating areas to be implemented.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a means of locomotion with a connecting device according to the invention
  • 3a shows a perspective view of the connecting device in a first configuration
  • 3b shows a perspective view of the connecting device in a second configuration
  • FIG. 4a, b shows a perspective view of an adapter element for the first configuration
  • 5a, b shows a perspective view of an adapter element for the second configuration
  • Fig. 6 is a perspective of a battery pack for the kausvor direction
  • FIG. 7a, b shows a perspective view of a guiding device of the connecting device
  • Fig. 8a is a perspective view of a locking device of
  • Connection device with an adapter housing
  • Fig. 8b is a perspective view of a locking device of
  • Fig. 9a is a plan view of the locking device in the second
  • 9b is a perspective partial view of the locking device in the second configuration in the unconnected state
  • 9c is a plan view of the locking device in the second
  • 9d is a plan view of the locking device in the second
  • 10a is a plan view of the locking device in the first configuration in the unconnected state
  • 10b is a perspective partial view of the locking device in the first configuration in the unconnected state.
  • a consumer 10 is shown with a device 100 Vietnamesesvor invention in a schematic side view.
  • the consumer is designed as an electrically driven means of transportation 12, in particular as an electric bicycle 14.
  • the electric bicycle 14 can be designed as a pedelec or as an e-bike, for example.
  • the consumer 10 has a housing 16 in the form of a frame 18 or a bicycle frame. Two wheels 20 are connected to the frame 18 .
  • the consumer 10 has a drive unit 22 which includes an electric motor or auxiliary motor.
  • the electric motor is preferably designed as a permanent magnet-excited, brushless DC motor.
  • the electric motor is designed as a central motor, for example, although a hub motor or the like is also conceivable.
  • the drive unit 22 includes a control unit (not shown), which is designed to control or regulate the electric bicycle 14, in particular the electric motor.
  • the electric bicycle 14 has a crank (not shown).
  • the pedal crank has a pedal crank shaft (not shown).
  • the control unit and the drive unit 22 with the electric motor and the pedal crankshaft are arranged in a drive housing connected to the frame (not shown).
  • the driving motion of the electric motor is preferably transmitted to the pedal crankshaft via a transmission (not shown), with the size of the support being controlled or regulated by the drive unit 22 by means of the control unit.
  • the consumer 10 is electrically and mechanically connected to a battery pack 300 which is designed to supply energy to the drive unit 22 .
  • the connection is made via the connection device 100.
  • the battery pack 300 is designed as an exchangeable battery pack 302.
  • the frame 18 has an opening (not shown) through which the battery pack 300 can be pushed or pivoted into the frame 18. The opening is closed by a battery pack case 304 in the connected state. Alternatively, it is also conceivable that the frame 18 itself closes the opening or is closed by a cover.
  • the connecting device 100 has a locking device 102 which is formed to lock the battery pack 300 with the connecting device 100 out.
  • the connection device 100 includes a guide device 104 which is designed to guide the battery pack 300 during the connection to the electric bicycle 14 .
  • the locking device 102 and the guiding device 104 are, for example, arranged completely in the frame 18 of the electric bicycle 14 .
  • the connecting device 100 has a modular design, so that the battery pack 300 can be connected to the electric bicycle 14 in different orientations.
  • the battery pack 300 is accommodated in a horizontal orientation in the frame 18, it being possible for the guide device 104 to be arranged at different positions on the frame 18 due to the modular structure.
  • the electric bicycles 14 in FIGS. 2 a - c can be three different electric bicycles or the same electric bicycle 14 , with the connecting device 100 having to be reassembled in the case of the same electric bicycle 14 .
  • the battery pack 300 is accommodated in a vertical orientation in the frame 18, the guide device 104 being able to be arranged at different positions of the frame 18a due to the modular structure.
  • the electric bicycles 14a in FIGS. 2 d-e can be two different electric bicycles or the same electric bicycle 14a, with the connecting device 100 having to be reassembled in the case of the same electric bicycle 14a.
  • the electric bicycle 14 according to FIG. 2 a - c differs from the electric bicycle 14a in a geometry of the frame 18a.
  • the connecting device 100 has a modular structure such that both the battery pack 300 and the locking device 102 can be arranged in different orientations or configurations with respect to the guide device 104 .
  • the battery pack 300 is arranged in a vertical position.
  • the kausvor device 100 and the battery pack 300 shown in FIG. 3a is an example in the electric bicycles 14 shown in FIG. 2 d - e installed.
  • the locking device 102 has a housing 106, which is connected to the guide device 104, in particular a mounting module 107 of the guide device 104.
  • the housing 106 of the locking device 102 consists of a plastic, for example.
  • the housing 106 of the locking device 102 is, for example, formed in two parts, with a first housing part 108 being connected to a second housing part 110 in a non-positive and positive manner. In the vertical position, only the second housing part 110 is connected to the assembly module 107 in a non-positive and/or positive manner.
  • the locking device 102 has a plug unit 114 which has at least one, for example two, connections 116 for connection to plugs (not shown).
  • the battery pack 300 can be connected to the control unit of the electric bicycle 14 and/or a charging connection (not shown) via the plug unit 114 .
  • the battery pack 300 can be charged via the charging connection when it is connected to the electric bicycle 14 .
  • the plug unit 114 is accommodated in the housing 106 of the locking device 102 .
  • the connector unit 114 is mounted in a floating manner in the housing 106 .
  • the connector unit 114 is mounted in the housing 106 in such a way that the connector unit 114 can be moved perpendicularly to the insertion direction.
  • this can ensure that no forces are transmitted from the plug unit 114 after insertion.
  • the battery pack 300 is connected or axially fixed to the locking device 102 via a battery pack interface 118 (see FIG. 9a).
  • the battery pack 300 has a guide unit 306 which is designed to correspond to the guide device 104 of the connecting device 100 .
  • the guide unit 306 is associated with a first adapter element 308 and a second adapter element 309, which are connected at the end to the battery pack 300, in particular to the battery pack housing 304.
  • the connection is made using a screw connection, for example.
  • the first adapter element 308 is arranged on a side of the battery pack 300 that faces the locking device 102 .
  • the second adapter element 309 is arranged on a side of the battery pack 300 facing away from the locking device 102 .
  • Especially the distance between the first adapter element 308 and the second adapter element 309 and the respective guide units 306 essentially corresponds to the length of the battery pack 300.
  • FIG. 3b shows the connecting device 100 with a battery pack 300 in a perspective view, with the battery pack 300 being arranged in a horizontal position.
  • the connecting device 100 and the battery pack 300 according to FIG. 3b is built into the electric bicycle 14 according to FIG. 2a by way of example.
  • the locking device 102 according to FIG. 3a and FIG. 3b can be the same or the same.
  • the first housing part 108 and the second housing part 110 are connected to the assembly module 107 in a non-positive and/or positive manner.
  • the battery pack 300 according to FIG. 3a and the battery pack 300 according to FIG. 3b are of essentially identical design and differ in particular only by the adapter elements 308a, 309a. Accordingly, the battery pack 300 can be adjusted to a horizontal or vertical position with the same battery pack housing 304 by selecting the adapter elements 308a, 309a.
  • the overall system in the vertical orientation thus has a greater height and a smaller width than the overall system in the horizontal orientation (Fig. 3b).
  • the first adapter element 308 is designed in one piece, for example.
  • the first adapter element 308 has a base body 310 which has, for example, a cylindrical recess 312 which is provided for connecting the plug unit 114 of the connecting device 100 to a corresponding plug 314 of the battery pack 300 .
  • the guide unit 306 of the adapter element 308 comprises a pair of guide rails 316 which are arranged adjacent to a pair of guide grooves 318 .
  • the two guide rails 316 are directed inwards, for example, es would be alternatively or additionally conceivable, however, for the guide rails 316 to be directed outwards.
  • the guide unit 306 is designed in particular to accommodate a T-shaped guide rail. Starting from the recess 312, the guide unit 306 extends essentially linearly in a first direction.
  • the first adapter element 308 includes a connection unit 320 which is formed to connect the battery pack 300 to the locking device 102 .
  • the connecting unit 320 extends from the recess 312 in a second direction, which is opposite to the first direction.
  • the connecting unit 320 comprises a connecting element 322 which, for example, is of essentially cylindrical design.
  • the connecting element 322 is connected to the base body 310 via two arms 324 which are arranged at the front.
  • the base body 310 includes four screw bosses 326 which are provided for screwing the adapter element 308 to the battery pack housing 304 .
  • the second adapter element 309 essentially corresponds to the first adapter element 308, with the second adapter element 309 having no connection unit.
  • the second adapter element 309 comprises a base body 328 with four screw bosses 330 and a pair of guide rails 332 which are arranged next to a pair of guide grooves 334 .
  • the base body 328 includes a recess 336 that is larger than the recess 312 of the first adapter element 308 .
  • the recess 336 is provided in particular for a special valve of the battery pack 300 (not shown).
  • the second adapter element 309 is designed in one piece, for example.
  • 5a shows the first adapter element 308a for the horizontal alignment in a perspective view.
  • the first horizontal alignment adapter member 308a and the first vertical alignment adapter member 308 have substantially the same functional and technical characteristics.
  • the first adapter element 308a for the horizontal alignment differs in particular in the relative positioning of the connection unit 320a in relation to the guide unit 306a, which are rotated by an angle of 90° compared to the first adapter element 308 for the vertical alignment.
  • the positioning of the screw bosses 326 is also rotated by 90°.
  • FIG. 5b shows the second adapter element 309a for the horizontal alignment in a perspective view.
  • the second adapter element 309a has essentially the same functional and technical characteristics as the second adapter element 309 for the vertical alignment. The only difference is the optional different arrangement of the screw bosses 330a and the associated change to the base body 328a.
  • FIG. 6 A perspective view of the battery pack 300 is shown in FIG. 6 .
  • the battery pack 300 has, for example, 20 battery cells (not shown), which are arranged in a cell holder (not shown).
  • the cell holder is, for example, fully arranged in the battery pack housing 304 .
  • the cell holder forms the battery pack housing 304 partially or completely.
  • the battery pack case 304 is formed as an outer case.
  • the battery pack 300 is thus designed, for example, as a 36 V battery pack with a capacity of 400 Wh.
  • Electronics are also arranged in the battery pack housing 304 and include a printed circuit board (not shown).
  • the electronics include a BMS (battery management system) that is designed to control and/or regulate battery pack 300 .
  • the printed circuit board is connected to the battery cells to monitor the individual cell voltages.
  • the battery pack housing 304 has a first end plate 344 terminating an opening on a connector side 346 and a second end plate 348 terminating an opening on a valve side 350 on.
  • the end plates 344, 348 are connected to a base body 352 of the battery pack housing 304.
  • the base body 352 of the battery pack housing 304 has an essentially hollow-cylindrical shape that is adapted to the battery cells or the cell holder.
  • the electronics of the battery pack 300 are connected to a plug 314 for electrical contacting.
  • the end plates 344, 348 has positive locking and screwing points 354 via which the adapter elements 308, 308a, 309, 309a can be connected to the end plates 344, 348.
  • FIG. 7a shows the guide device 104 in a perspective view.
  • the guiding device 104 comprises a guiding element 120, which is preferably formed from a metal.
  • the guide element 120 has two guide regions 122 spaced apart from one another, in which the battery pack 300 can be guided, in particular by means of the adapter elements 308, 308a, 309, 309a. It is also conceivable that the guide element has a plurality of guide areas or only one individual guide area.
  • the guide areas 122 are of essentially identical design and have two opposite guide rails 124 which are designed to correspond to the guide grooves of the guide unit 306 of the battery pack 300 .
  • the guide areas 122 it would also be conceivable for the guide areas 122 to be designed differently. In this way, installation space, in particular installation height, can advantageously be saved.
  • the guiding device 104 comprises, for example, two fastening units 126 which are designed to fasten the connecting device 100, in particular the guiding device 104, to the frame 18 of the electric bicycle 14.
  • the fastening units 126 are preferably arranged in the guide areas 122 .
  • the fastening units 126 are designed, for example, for fastening via a screw connection.
  • the fastening units 126 are designed in such a way that they can be screwed on from both sides.
  • 7 shows a screw connection from the inside by means of a screw 128 in each case, which is provided for connection to a thread (not shown) in the frame 18 of the electric bicycle 14 .
  • the fastening units 126 have a slot 127 through which tolerance compensation is possible.
  • FIG. This takes place, for example, via a holding element 132 which is connected to the guide element 120 via two positive-locking elements 134 , the thread 130 being clamped between the guide element 120 and the holding element 132 .
  • a screw connection from the outside can also be advantageously implemented as a result.
  • the assembly module 107 is made of a plastic material and is connected to the metal guide element 120 via a screw connection (not shown).
  • the assembly module 107 has assembly elements 134, 136, 138, 140 which are designed to connect the guide device 104, in particular the assembly module 107, to the locking device 102.
  • the assembly module 107 has a first assembly element 134, which is designed as a rigid hook, for example, and is arranged, for example, at the corners of the assembly module.
  • the assembly module 107 has a second assembly element 136, which is embodied as a guide web, for example.
  • the guide bar extends along a longitudinal extent of the guide device 104.
  • the assembly module 107 has a base 109.
  • FIG. The guide bar is arranged on the floor and is formed as an elevation in this.
  • the assembly module 107 has a third assembly element 138, which is designed, for example, as a resilient latching arm.
  • the mounting module 107 includes two spring-loaded latching arms that are let into the base 109 .
  • the assembly module 107 has a transverse web which, for example, crosses the guide web and limits a relative movement of the locking device 102 in at least one direction.
  • the assembly module is formed in one piece and all Montageele elements 134, 136, 138, 140 are also formed in one piece with the assembly module 107.
  • Fig. 8a the locking device 102 is shown in a perspective view.
  • the locking device 102 according to FIG. 8 is provided for connecting a battery pack in a horizontal and/or vertical orientation.
  • the locking device 102 in particular the housing 106 of the locking device 102 , has a first side 142 and a second side 144 .
  • the locking device 102 is connected via the first side 142 to the guide device 104, in particular to the assembly module 107 of the guide device 104.
  • the locking device 102 is connected to the assembly module 107 via the second side 144 .
  • the first side 142 is substantially planar.
  • the first side 142 is formed in one piece with the first housing part 108 of the housing 106 of the locking device 102 .
  • the first side 142 includes, for example, four first connecting elements 146, which are designed as recesses.
  • the recesses are designed for receiving, in particular for a positive connection, with the first assembly elements 134 of the assembly module 107 .
  • the first side 142 includes, for example, a second connecting element 148, which is designed, for example, as a guide groove.
  • the guide groove is embedded in the first side 142 .
  • the second connection element 148 of the first side 142 is designed for connection and guidance with the second mounting element 136 of the mounting module 107 .
  • the guide web of the assembly module 107 is thus guided within the guide groove of the locking device 102 in the connection process.
  • the first side 142 includes two third connecting elements 150 which are designed as recesses in the first side 142 .
  • the third connecting element 150 on the first side 142 is designed to connect and receive the third mounting element 138 of the mounting module 107 .
  • the third connecting element 148 forms an undercut into which the resilient latching arms of the assembly module 107 latch in an end position.
  • the first side 142 includes a fourth connecting element 152, which is designed as a stop or a wall.
  • the fourth connecting element 152 of the first side 142 is designed to connect the fourth assembly element 140 of the assembly module 107 .
  • a movement of the assembly module 107 is limited by the transverse web hitting the wall.
  • the assembly module 107 is thus connected to the locking device 102 via a latching connection.
  • the first configuration 143 is preferably used for a vertical alignment of the battery pack 300 .
  • the second configuration 145 is preferably used for horizontal alignment of the battery pack 300 .
  • the second side 144 is provided for the second configuration 145, which is used in particular for horizontally aligned battery packs 300.
  • the second side 144 is formed by the first housing part 108 and the second housing part 110 Ge.
  • the second side 144 is formed in the exemplary configuration shown by an adapter housing 154 for a lock unit 172, which is non-positively and/or positively connected to the housing 106, in particular to the second housing part 110.
  • the second side includes four connecting elements 156, 158, 160, 162, which are essentially identical to the four connecting elements 146, 148, 150, 152.
  • the second side 144 comprises four first connecting elements 156, with three first connecting elements 156 being arranged in the second housing part 110 and a first connecting element 156 being arranged in the adapter housing 154.
  • the second side 144 includes a second connecting element 158 in the form of a guide groove, the second connecting element 158 being formed by the second housing part 110 and the adapter housing 154 .
  • the second side 144 also includes two third connecting elements 160 which are formed as recesses, the recesses being delimited or formed by the second housing part 110 and the adapter housing 154 .
  • the second side 144 also includes a fourth connecting element 162 in the form of a wall which is formed in the second housing part 110 .
  • the first side 142 and the second side 144 have a common edge 164 .
  • the first side 142 and the second side 144 and thus also their connecting elements are offset by an angle of 90° to one another.
  • a further or third connection 163 of the connector unit 114 of the locking device 102 is also shown in FIG. 8a.
  • the additional connection 163 is provided for making electrical contact with the plug 314 of the battery pack 300 .
  • the connection 163 has four electrical contact elements 166 .
  • Two electrical contact elements 166 are designed as power contacts 168 for transmitting energy and two electrical contact elements 166 are designed as signal contacts 170 for transmitting signals and/or data or information.
  • a lock unit 172 is set. As shown in FIG. 8 b , the lock unit 172 can be connected directly to the housing 106 of the locking device 102 or to the locking device 102 via the adapter housing 154 . It is also conceivable that the locking device 102 does not include a lock unit 172 .
  • the lock unit 172 is designed as a mechanical lock 174, for example.
  • the lock unit 172 has a first operating area 173 via which the Lock unit 172 is in particular designed to be actuated manually.
  • the first operating area 173 is embodied as a key receptacle 176, for example.
  • the lock unit 172 When connected to the electric bicycle 14, the lock unit 172 is arranged in a recess (not shown) in the frame 18, so that the first operating area 173 can be actuated from the outside.
  • the housing 106 of the locking device 102 has a receptacle 178 which is designed to receive the battery pack 300 in the connected state.
  • the receptacle 178 is assigned to the battery pack interface 118 of the locking device 102 .
  • FIG. 9a-b shows the locking mechanism of the locking device 102 at the beginning of the connection process for a horizontally installed battery pack 300 in a sectional view (FIG. 9a) and in a perspective view (FIG. 9b).
  • the locking device 102 has a locking element 180 which is rotatably mounted about a locking axis 182 .
  • the locking element 180 is partially net angeord in the receptacle 178 of the locking device 102 .
  • the locking element 180 is connected to a first restoring element 184, which is configured as a torsion spring, for example.
  • the restoring element 184 is connected directly to the locking element 180 in that the torsion spring engages in a receptacle 186 of the locking element 180 with one arm.
  • a second arm of the torsion spring is connected to the housing 106 of the locking device 102 .
  • the first restoring element 184 acts on the locking element 180 with a force that opposes the connecting direction 188 of the battery pack 300 .
  • the locking element 180 rests against a stop 190, which limits the movement of the locking element 180 against the connection direction 188.
  • the stop 190 is formed in the second housing part 110 .
  • the locking element 180 includes an actuating area 192.
  • the actuating area 192 is designed such that the locking element 180 in the actuating area 192 can be actuated by the battery pack 300, in particular by the connecting element 322 of the battery pack 300.
  • the actuation area 192 is completely arranged in the receptacle 178 of the locking device 102 .
  • the actuation area 192 is designed, for example, as a flat surface 193 which, in the unconnected state, extends essentially perpendicularly to the connection direction 188 .
  • the locking element 180 has a thickness in the actuation area 192 which does not exceed a length of the connec tion element 322 .
  • the locking device 102 also has a blocking element 194 .
  • the blocking element 194 can be rotated about a blocking axis 196 in the housing 106 of the locking device 102 is mounted.
  • the blocking axis 196 and the locking axis 182 are arranged parallel to one another.
  • the blocking element 194 has a blocking arm 198 which is arranged in the receptacle 178 of the locking device 102 .
  • the receptacle 178 has a shape that preferably essentially corresponds to the shape of the connection unit 320 of the battery pack 300 .
  • the blocking element 194 is connected to a second restoring element 200 .
  • the second restoring element 200 is formed, for example, as a torsion spring, which is directly connected to the housing 106, in particular the first housing part 108, and the blocking element 194.
  • the second restoring element 200 is designed in particular to apply a force to the blocking element 194 in the direction of the locking element 180 .
  • the blocking arm 198 is designed in such a way that it can be completely pushed out of the receptacle 178 against the spring force of the second restoring element 200 .
  • the blocking element 194 comprises two points of application 202, 204 at which the blocking element 194 can be actuated independently of the battery pack 300 and independently of the locking element 180.
  • the first point of attack 202 is formed in the vicinity of a recess 205 in the housing 106 of the locking device.
  • the frame 18 of the electric bicycle 14 has a corresponding opening adjacent to the recess 205 .
  • the first point of application 202 can be actuated using a tool in the form of a thin pin, for example, which is guided through the opening in the frame 18 and the recess 205 and actuates the blocking element 194 against the spring force of the second restoring element 200 .
  • the locking device 102 thus has a second operating area 203, via which the fixing of the battery pack 300 can be released.
  • the second operating area 203 is arranged offset from the first operating area 173 by an angle of 90°.
  • the second point of application 204 is arranged on a side of the blocking element 194 opposite the first point of application 202 .
  • the second attack point 204 is therefore not designed to be accessible from the outside.
  • the second point of attack 204 is designed to be actuated via a release element 206 .
  • the release element 206 is rotatably mounted about a release axis 208 in the housing 106 of the locking device 102 .
  • the release axis 208 is formed parallel to the blocking axis 196
  • the release element 206 is mechanically coupled to the lock unit 172 . By actuating the lock unit 172, a movement is transferred to the release element 206, which again applies a force to the blocking element 194 at the second point of application 204 in order to move the blocking element 194 against the spring force.
  • the lock unit 172 is not connected directly or to a separate reset element. In the non-actuated state, the lock unit 172 or the release element 206 is returned to the starting position by the second reset element 200 .
  • 9c shows the locking mechanism of the locking device 102 for a horizontally installed battery pack 300 in the fixed state.
  • the battery pack 300 is pushed into the receptacle 178 with the connecting element 322.
  • the connecting element 322 rests against the actuation area 192 first.
  • locking element 180 is moved against a first force, the force of the first restoring element 184, into the receptacle 178 or with the battery pack 300 in the connec tion direction 188.
  • the locking element 180 comes into contact with the blocking element 194, in particular the blocking arm 198 of the blocking element 194.
  • the battery pack 300 In order to fix the battery pack 300, the battery pack 300 must oppose a second force from this point onwards, the force of the first and the second restoring element 184, 200 are moved.
  • the locking element 180 and the blocking element 194 are rotated in opposite directions and the blocking element 194, in particular the Blocking arm 198 is moved out of receptacle 178.
  • the locking element 180 is shaped in such a way that in the connection process the connection element 322 of the battery pack 300 is transferred or unrolled from the actuation area 192 into a fixing area 210 .
  • the fixing area 210 is preferably adapted to the shape of the locking element 180, so that the locking element 180 in the fixed state is arranged in the fixing area 210 or surrounded by it essentially without play.
  • the fixing area 210 is embodied as a circular recess, for example.
  • one of the housing parts has a damping means, in particular a buffer, for example made of rubber, which is arranged counter to the connection direction 188 .
  • the damping means is preferably designed in such a way that an additional force acts counter to the connection direction 188 and presses the rechargeable battery against the locking element 180 in the blocked state.
  • Actuating area 192 of locking element 180 is molded onto an arm 212 of locking element 180, arm 212 being shaped in such a way that blocking arm 198 of blocking element 194, after it has been pushed out of receptacle 178 by the spring force of second restoring element 200, returns to the Recording 178 snaps back and the Ak kupack 300 locked or fixed (see Fig. 9c).
  • the connecting element 322 of the battery pack 300 is completely arranged in the fixing area 210 .
  • the actuation area 192 of the locking element 180 rests against the blocking arm 198 of the blocking element 194 with an undercut.
  • the undercut is designed in such a way that the connection cannot be released by pulling the battery pack 300 counter to the connection direction 188 .
  • a distance of the ejection corresponds to a distance that the locking element 180 runs through against the connection direction 188 up to the stop 190 .
  • the second restoring element 200 is also designed in such a way that the release element 206 is also reset to the starting position and a connection to the battery pack 300 is thus again possible.
  • Fig. 10 a - b the locking mechanism of the locking device at the beginning of the connection process for a vertically installed battery pack 300 is shown in a sectional view (Fig. 10a) and in a perspective view (Fig. 10b).
  • the connecting device 100 is of modular design such that the first operating area 173 of the locking device 102 can always be arranged laterally on the frame 18 of the electric bicycle 14 .
  • the lock unit 172 is connected to the housing 106 of the locking device 102 via the adapter housing 154.
  • the release axis 208 extends at an angle, in particular offset by 90°, to the blocking axis 196 and the locking axis 182.
  • connection process and the unlocking via the second operating area 203 is therefore essentially the same, but the unlocking via the actuation of the first operating area 173 is different.
  • the second point of action 204 of the blocking element 194 is not configured so that it can be actuated directly by the release element 206 .
  • Actuate supply takes place via a third point of attack 214.
  • the third point of attack 214 is above the first and the second point of attack 202, 204 and thus arranged on a different level.
  • the third point of application 214 is arranged on a cylindrical pin 216 which, for example, is connected to the blocking element 194 in a non-positive and positive manner. However, it would also be conceivable for the cylindrical pin 216 to be formed in one piece with the blocking element 194 .
  • the release element 206 is connected to a transmission element 218 .
  • the transmission element 218 partially encloses the release element 206 .
  • the transmission element 218 is non-rotatably connected to the release element 206 .
  • the transmission element 218 has a ramp 220 which bears against the third point of application 214 .
  • the ramp 220 is designed in such a way that a rotary movement of the release element 206 results in a rotary movement of the blocking element 194 counter to the force of the second restoring element 200 .
  • the release element 206 has a third reset element 222 in the form of a tension spring, which is connected to the transmission element 218 and the housing 106 of the locking device 102.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung eines Akkupacks mit einem Verbraucher, mit einer Akkupackschnittstelle zur lösbaren Verbindung der Verriegelungsvorrichtung mit dem Akkupack entlang einer Verbindungsrichtung, wobei die Akkupackschnittstelle eine Aufnahme, in der der Akkupack im verbundenen Zustand zumindest teilweise angeordnet ist, und zumindest ein beweglich gelagertes Verriegelungselement aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement im unverbundenen Zustand stets beweglich ausgebildet ist und/oder im verbundenen Zustand mit einer Kraft entgegen der Verbindungsrichtung vorgespannt ist.

Description

Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung eines Akkupacks
Stand der Technik
In Der DE 20 2013 008 187 Ul ist ein Fahrradrahmen mit einem länglichen Ein schnitt zur Aufnahme einer Energieversorgungseinheit beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft insbesondere ein System, aufweisend einen Akkupack und eine Verbindungsvorrichtung, wobei die Verbindungsvorrichtung zur lösbaren Verbindung des Akkupacks mit einem elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmit tel ausgebildet ist, wobei die Verbindungsvorrichtung eine Verriegelungsvorrich tung aufweist, die zur Verriegelung des Akkupacks mit der Verbindungsvorrich tung ausgebildet ist, wobei die Verriegelungsvorrichtung eine Akkupackschnitt stelle zur lösbaren Verbindung der Verriegelungsvorrichtung mit dem Akkupack und eine Verbraucherschnittstelle zur Verbindung der Verriegelungsvorrichtung mit dem elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittel aufweist, wobei die Verbin dungsvorrichtung eine Führungsvorrichtung aufweist, die zur Führung des Akku packs ausgebildet ist. Es wird vorgeschlagen, dass die Verriegelungsvorrichtung ein Gehäuse aufweist, dass derart ausgebildet ist, dass es in zumindest zwei un terschiedlichen Konfigurationen mit der Führungsvorrichtung verbindbar ist. Vor teilhaft kann dadurch eine optimale Verbindung und/oder Integration der des Ak kupacks mit dem Fortbewegungsmittel realisiert werden.
Die Verbindungsvorrichtung ist vorzugsweise zur einstufigen Verriegelung ausge bildet oder vorgesehen. Unter einem einstufigen Verriegelungssystem soll dabei verstanden werden, dass eine Entriegelung über eine einzelne Betätigung des Benutzers, beispielsweise einen Knopfdruck oder ein Aufschließen, möglich ist. Es ist allerdings ebenso denkbar, dass die Verbindungsvorrichtung zur zweistufi gen Verriegelung ausgebildet oder vorgesehen ist. Unter einem zweistufigen Ver riegelungssystem soll dabei verstanden werden, dass eine Entriegelung nur über zwei oder zumindest zwei getrennte Betätigungen des Benutzers möglich ist. Beispielsweise ein Aufschließen als erste Betätigung und eine Betätigung eines weiteren Knopfs als zweite Betätigung. Vorteilhaft kann durch ein zwei- oder mehrstufiges Verriegelungssystem sichergestellt werden, dass der Benutzer stets die Kontrolle über den Akkupack hat.
Der Akkupack weist ein Akkupackgehäuse auf, in welchem zumindest eine Ak kuzelle angeordnet ist. Die Akkuzelle kann als eine galvanische Zelle ausgebildet sein, die einen Aufbau aufweist, bei dem ein Zellpol an einem Ende und ein wei terer Zellpol an einem gegenüberliegenden Ende zu liegen kommen. Insbeson dere weist die Akkuzelle an einem Ende einen positiven Zellpol und an einem ge genüberliegenden Ende einen negativen Zellpol auf. Bevorzugt sind die Akkuzel len als NiCd- oder NiMh-, besonders bevorzugt als lithiumbasierte Akkuzellen bzw. Li-Ionen Akkuzellen, ausgebildet. Die Akkuspannung des Akkupacks ist in der Regel ein Vielfaches der Spannung einer einzelnen Akkuzelle und ergibt sich aus der Schaltung (parallel oder seriell) der Akkuzellen. Ebenso ist denkbar, dass die Akkuzellen als prismatische Zellen oder Pouch Zellen ausgebildet sind. Bei gängigen Akkuzellen mit einer Spannung von 3,6 V ergeben sich somit beispiel hafte Akkuspannung von 3,6 V, 7,2 V, 10, 8 V, 14,4 V, 18 V, 36 V, 54 V, 108 V etc. Bevorzugt ist die Akkuzelle als zumindest im Wesentlichen zylinderförmige Rundzelle ausgebildet, wobei die Zellpole an Enden der Zylinderform angeordnet sind. Das Akkupackgehäuse ist insbesondere als ein Außengehäuse ausgebil det. Das Akkupackgehäuse kann ein oder mehrere Gehäuseteile aufweisen. Die Gehäuseteile sind miteinander kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden. Der Akkupack ist vorzugsweise als ein Wechselakkupack ausgebildet. Der Akku pack ist vorzugsweise als ein integrierter Akkupack ausgebildet, der im mit dem Fortbewegungsmittel verbundenen Zustand teilweise oder vollständig in einem Gehäuse oder in einem Rahmen des Fortbewegungsmittels angeordnet ist. Alter nativ ist auch denkbar, dass der Akkupack derart ausgebildet ist, dass der Akku pack außen an dem Gehäuse oder dem Rahmen des Fortbewegungsmittels an- bringbar ist.
Die Verbindungsvorrichtung ist insbesondere zur lösbaren Verbindung des Akku packs mit dem Gehäuse oder dem Rahmen des Fortbewegungsmittels ausgebil det. Die Verbindungsvorrichtung kann teilweise oder vollständig in dem Gehäuse oder dem Rahmen des Fortbewegungsmittels angeordnet sein. Es ist allerdings ebenso denkbar, dass die Verbindungsvorrichtung, insbesondere die Verriege lungsvorrichtung, teilweise oder vollständig an einer Außenseite des Gehäuses oder des Rahmens des Fortbewegungsmittels angeordnet ist.
Das elektrisch antreibbare Fortbewegungsmittel ist vorzugsweise als ein Elektro- fahrrad ausgebildet. Alternativ ist ebenso denkbar, dass das Fortbewegungsmit tel als ein Elektroroller, ein Elektrokarren, ein Rollstuhl, ein Golfmobil, ein Seg- way oder dergleichen ausgebildet ist. Das Fortbewegungsmittel umfasst eine ei nen Elektromotor umfassende Antriebseinheit, wobei der Akkupack im verbunde nen Zustand den Elektromotor mit Energie versorgt. Das Fortbewegungsmittel umfasst zumindest ein Rad, vorzugsweise zumindest zwei Räder, wobei eine An triebsbewegung des Elektromotors auf zumindest ein Rad übertragen wird. Das Fortbewegungsmittel umfasst eine Steuereinheit, die zur Steuerung und/oder Re gelung des Fortbewegungsmittels, insbesondere der Antriebseinheit, ausgebildet ist. Zudem umfasst das Fortbewegungsmittel vorzugsweise ein HMI (Human-Ma- chine-Device), wobei das HMI eine Bildschirmeinheit zur Anzeige von Informatio nen und eine Bedieneinheit zur Einstellung des HMI und/oder des Fortbewe gungsmittels aufweist. Das HMI ist insbesondere als eine Ladezustandsanzeige ausgebildet, über die ein Ladezustand des Akkupacks im verbundenen und/oder nicht verbundenen Zustand anzeigbar ist. Das als Elektrofahrrad ausgebildete Fortbewegungsmittel weist einen Rahmen auf. Im Rahmen können Sensoren, die Steuereinheit, die Antriebseinheit, die Verbindungsvorrichtung und/oder der Ak kupack vollständig oder teilweise angeordnet sein. Das Gehäuse bzw. der Rah men des Fortbewegungsmittels besteht vorzugsweise überwiegend oder voll ständig aus Metall und/oder aus einem faserverstärktem Kunststoff.
Die Akkupackschnittstelle ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass der Akku pack mit der Verriegelungsvorrichtung über eine Linearbewegung und/oder eine Rotationsbewegung relativ zueinander verbindbar ist. Vorteilhaft kann somit der Akkupack sowohl über eine Schiebebewegung als auch eine Schwenkbewegung mit dem Fortbewegungsmittel verbunden werden.
Die Führungsvorrichtung ist vorzugsweise als eine Linearführungsvorrichtung ausgebildet, wobei der Akkupack im mit der Führungsvorrichtung aber nicht mit der Verriegelungsvorrichtung verbundenen Zustand einen einzigen linearen Frei heitsgrad aufweist. Die Führungsvorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest eine Führungsschiene und/oder zumindest eine Führungsnut, die mit einer kor respondierenden Führungsnut und/oder Führungsschiene des Akkupacks ver bindbar ist. In einer alternative Ausführungsform der Erfindung ist auch denkbar, dass die Verbraucherschnittstelle oder die Verbindungsvorrichtung keine Füh rungsvorrichtung aufweist.
Das Gehäuse der Verriegelungsvorrichtung kann aus einem Metall und/oder ei nem Kunststoff ausgebildet sein. Das Gehäuse kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Unter einteilig soll im Zusammenhang dieser Anmeldung insbe sondere einzelne Bauteile oder mehrere Bauteile, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind, verstanden werden. Das Gehäuse der Verriegelungsvorrichtung ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, wobei das erste Gehäuseteil mit dem zweiten Gehäuseteil über eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung, insbe sondere über eine Rastverbindung, miteinander verbunden sind. Die Akkupack schnittstelle ist teilweise oder vollständig in dem Gehäuse der Verriegelungsvor richtung angeordnet. Vorzugsweise sind die beweglichen Bauteile der Akkupack schnittstelle im Gehäuse der Verriegelungsvorrichtung gelagert. Das Gehäuse weist eine Öffnung auf, die zur Aufnahme des Akkupacks ausgebildet ist. Die Verbindung der Verriegelungsvorrichtung mit der Führungsvorrichtung kann über einen Stoffschluss oder über einen Kraft- und/oder Formschluss erfolgen.
Unter zumindest zwei unterschiedliche Konfigurationen soll im Zusammenhang dieser Anmeldung insbesondere verstanden werden, dass die Führungsvorrich tung an zwei unterschiedlichen Positionen des Gehäuses der Verriegelungsvor richtung mit diesem verbindbar ist. Vorteilhaft ändert sich dadurch die relative An ordnung der Akku packschnittsteile zu der Führungsvorrichtung, was zusätzliche Optionen hinsichtlich der Integration in das Fortbewegungsmittel oder der Ausge staltung und Anordnung des Akkupacks bietet.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse der Verriegelungsvorrich tung eine erste Seite mit zumindest einem ersten Verbindungselement, das zur Verbindung der Verriegelungsvorrichtung mit der Führungsvorrichtung ausgebil det ist, und eine zweite Seite mit zumindest einem zweiten Verbindungselement zur Verbindung der Verriegelungsvorrichtung mit der Führungsvorrichtung, auf weist. Vorteilhaft kann durch diese Maßnahme das gleiche Gehäuse für unter schiedliche Konfigurationen eingesetzt werden. Das Gehäuse kann mehrere erste Verbindungselemente aufweisen, die im Wesentlichen gleich oder unter schiedlich ausgebildet sind. Zudem kann das Gehäuse mehrere zweite Verbin dungselemente aufweisen, die im Wesentlichen gleich oder unterschiedlich aus gebildet sind. Insbesondere unterscheiden sich die Verbindungselemente der ersten Seite von den Verbindungselementen der zweiten Seite im Wesentlichen nicht in der Ausgestaltung, sondern nur an der Positionierung am Gehäuse der Verriegelungsvorrichtung. Die erste Seite und die zweite Seite sind insbesondere als Außenseiten ausgebildet. Vorzugsweise ist das Gehäuse derart ausgebildet, dass nur die erste Seite oder nur die zweite Seite mit der Führungsvorrichtung verbindbar ist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass betrachtet entlang einer Verbindungsrichtung des Akkupacks das zumindest eine Verbindungselement der zweiten Seite bezo gen auf das zumindest eine Verbindungselement der ersten Seite um eine Win kel X verdreht angeordnet ist. Der Winkel X beträgt vorzugsweise im Wesentli chen 30°, 60°, 90° oder einem Vielfachen dieser Werte. Vorteilhaft kann dadurch eine optimale Anordnung realisiert werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die erste Seite und die zweite Seite des Ge häuses der Verriegelungsvorrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind, insbesondere aneinander angrenzen. Vorzugsweise weisen die erste Seite und die zweite Seite des Gehäuses eine gemeinsame Kante auf. Die gemeinsame Kante kann sich geradlinig oder gekrümmt erstrecken.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Akkupackschnittstelle zumindest teil weise innerhalb des Gehäuses der Verriegelungsvorrichtung angeordnet ist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Akkupack ein Akkupackgehäuse auf weist, wobei das Akkupackgehäuse mit zumindest einem Adapterelement ver bunden ist. Vorteilhaft kann das Akkupackgehäuse durch das Adapterelement auf die Konfiguration der Verriegelungsvorrichtung angepasst werden. Das Adap terelement kann einteilig oder einstückig mit dem Akkupackgehäuse ausgebildet sein. Unter einstückig soll im Zusammenhang dieser Anmeldung ein einziges Bauteil verstanden werden, dass nicht aus stoffschlüssig, kraftschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbundenen Komponente besteht. Das Adapterele ment ist vorzugsweise stoffschlüssig oder kraft- und/oder formschlüssig mit dem Akkupackgehäuse verbunden. Bevorzugt erfolgt die Verbindung über eine Schraubverbindung. Das Adapterelement kann beispielhaft aus einem Kunststoff und/oder einem Metall ausgebildet sein. Insbesondere ist das Adapterelement als ein Hybridbauteil ausgebildet, dass beispielhaft ein Kunststoffteil mit einem Blecheinleger umfasst. Weiterhin ist denkbar, dass das Adapterelement eine me tallische Schiene und ein aus Kunststoff bestehendes Verbindungselement auf weist. Das Adapterelement kann derart ausgebildet sein, dass es in unterschied lichen Ausrichtungen bezogen auf die Akkuzellen mit dem Akkupack verbindbar ist. Es ist ebenso denkbar, dass das Adapterelement für eine spezifische Konfi guration der Verriegelungsvorrichtung vorgesehen ist und ein weiteres Adap terelement für eine weitere Konfiguration vorgesehen ist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Adapterelement eine Führungseinheit auf weist, die derart ausgebildet ist, dass das Adapterelement in Eingriff mit der Füh rungsvorrichtung zur axialen Führung des Akkupacks beim Verbinden des Akku packs bringbar ist. Vorteilhaft kann dadurch eine optimale Verbindung des Akku packs mit dem Fortbewegungsmittel bereitgestellt werden. Die Führungseinheit ist vorzugsweise einteilig oder einstückig mit dem Adapterelement verbunden. Insbesondere weist das Adapterelement zumindest eine Führungsnut auf, die zu einer Führungsschiene der Führungsvorrichtung korrespondiert. Vorzugsweise weist der Akkupack zwei Adapterelemente auf, die an den Stirnseiten des Akku packgehäuses montiert sind.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Adapterelement eine Verbindungs einheit zur Verbindung mit der Verriegelungsvorrichtung, insbesondere mit der Akkupackschnittstelle der Verriegelungsvorrichtung, zur axialen Fixierung des Akkupacks aufweist. Vorteilhaft kann dadurch die Position der Verbindungsein heit auf die Konfiguration angepasst werden. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das System ein weiteres Adapterelement zur alternativen Verbindung mit dem Akkupack aufweist, wobei das weitere Adap terelement eine Führungseinheit und eine Verbindungseinheit aufweist, die bezo gen auf die Führungseinheit und die Verbindungseinheit des Adapterelements um den Winkel X verdreht sind. Vorteilhaft kann dadurch das weitere Adapterele ment optimal auf eine zweite Konfiguration angepasst werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Führungsvorrichtung mit einem Gehäuse, insbesondere einem Rahmen, des Fortbewegungsmittels verbindbar ist. Die Ver bindung kann stoffschlüssig oder kraft- und/oder formschlüssig erfolgen. Vor zugsweise erfolgt die Verbindung über eine Verschraubung.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Verbindung der Verriegelungsvor richtung mit der Führungsvorrichtung über einen zweistufigen Prozess erfolgt, wobei in einer ersten Stufe eine erste Relativbewegung der Verriegelungsvorrich tung bezogen auf die Führungsvorrichtung und in einer zweiten Stufe eine zweite Relativbewegung der Verrieglungsvorrichtung bezogen auf die Führungsrichtung erfolgt, wobei die erste Relativbewegung die zweite Relativbewegung kreuzt. Bei den Relativbewegungen kann es sich um translatorische und/oder rotatorische Relativbewegungen handeln. Vorteilhaft kann dadurch auf Schrauben oder der gleichen verzichtet werden, wodurch ein platzsparendes und leichtes Design rea lisierbar ist.
Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung eines Akku packs mit einem Verbraucher, mit einer Akkupackschnittstelle zur lösbaren Ver bindung der Verriegelungsvorrichtung mit dem Akkupack entlang einer Verbin dungsrichtung, wobei die Akkupackschnittstelle eine Aufnahme, in der der Akku pack im verbundenen Zustand zumindest teilweise angeordnet ist, und zumin dest ein beweglich gelagertes Verriegelungselement aufweist. Es wird vorge schlagen, dass das Verriegelungselement im unverbundenen Zustand stets be weglich ausgebildet ist und/oder im verbundenen Zustand mit einer Kraft entge gen der Verbindungsrichtung vorgespannt ist. Vorteilhaft kann dadurch der Ver bindungsprozess für den Benutzer optimiert werden. Der Verbraucher ist vorzugsweise als ein elektrisch antreibbares Fortbewegungs mittel, bevorzugt als ein Elektrofahrrad, ausgebildet. Die Verriegelungsvorrich tung ist vorzugsweise dem Verbraucher zugeordnet. Es wäre allerdings ebenso denkbar, dass die Verriegelungsvorrichtung dem Akkupack zugeordnet ist.
Das beweglich gelagerte Verriegelungselement kann aus einem Kunststoff und/oder einem Metall ausgebildet sein. Das Verriegelungselement kann be reichsweise verstärkt ausgebildet sein, beispielsweise durch metallische Einle ger, um dem Verschleiß entgegenzuwirken. Die Verriegelungsvorrichtung kann ein oder mehrere Verriegelungselemente aufweisen. Das beweglich gelagerte Verriegelungselement ist zur insbesondere axialen Fixierung des Akkupacks im verbundenen Zustand ausgebildet. Im fixierten Zustand wird der Akkupack vor zugsweise direkt von dem Verriegelungselement gehalten. Somit berührt das Verriegelungselement den Akkupack im fixierten Zustand. Im fixierten Zustand ist der Akkupack insbesondere im Wesentlichen spielfrei verbunden. Vorzugsweise wird der Akkupack im fixierten Zustand von dem Verriegelungselement gehalten. Zusätzlich ist denkbar, dass das Verriegelungselement ein Dämpfungselement, beispielsweise einen Gummipuffer, aufweist.
Unter stets beweglich soll in diesem Zustand verstanden werden, dass das Ver riegelungselement im unverbundenen Zustand nicht fixiert bzw. fixierbar ist. So mit kann sichergestellt werden, dass eine Verbindung zwischen dem Akkupack und dem Verbraucher stets möglich ist.
Die Kraft, mit der das Verriegelungselement entgegen der Verbindungsrichtung im verbundenen bzw. fixierten Zustand vorgespannt ist, ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass durch das Lösen der Fixierung der Akkupack selbsttätig, also ohne ein Ziehen des Benutzers, aus der Aufnahme geschoben wird. Die Länge des Weges, die der Akkupack durch die Kraft bewegt wird, entspricht dabei vor zugsweise zumindest einer halben Länge der Aufnahme entlang der Verbin dungsrichtung.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement schwenkbar um eine Verriegelungsachse gelagert ist. Alternativ oder zusätzlich wäre auch denkbar, dass das Verriegelungselement linear beweglich ausgebildet ist. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement mittels zumin dest eines ersten Rückstellelements mit einer Kraft entgegen der Verbindungs richtung beaufschlagt wird. Das Rückstellelement ist vorzugsweise als ein Fe derelement ausgebildet. Das Federelement kann beispielsweise als eine Ringfe der, eine Spiralfeder, eine Schenkelfeder, etc. ausgebildet sein. Das Federele ment kann aus einem Kunststoff und/oder einem Metall ausgebildet sein.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das erste Rückstellelement direkt mit dem Verriegelungselement verbunden ist. Insbesondere ist das Rückstellelement be weglich oder starr mit dem Verriegelungselement verbunden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Verriegelungsvorrichtung ein beweglich ge lagertes Blockierelement aufweist, wobei das Blockierelement dazu ausgebildet ist, das Verriegelungselement in zumindest einem Zustand zu blockieren. Vorteil haft kann durch das Blockierelement eine sichere Fixierung des Verriegelungs elements realisiert werden. Das Blockierelement ist derart ausgebildet, dass das Blockierelement im fixierten Zustand, in welchem das Blockierelement insbeson dere vorgespannt ist, das Verriegelungselement blockiert. Insbesondere liegt das Blockierelement im fixierten Zustand direkt an dem Verriegelungselement an, so- dass das Blockierelement das Verriegelungselement berührt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Blockierelement schwenkbar um eine Blockierachse gelagert ist. Die Blockierachse ist vorzugsweise parallel zu der Verriegelungsachse ausgebildet. Alternativ wäre auch denkbar, dass die Blo ckierachse und die Verriegelungsachse kreuzend, oder in einer 90° Ausrichtung, zueinander ausgebildet sind. Es wäre ebenso denkbar, dass das Blockierelement linear beweglich ausgebildet ist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Blockierelement mittels zumindest eines zweiten Rückstellelements mit einer Kraft in Richtung des Verriegelungselements beaufschlagt wird. Das zweite Rückstellelement ist vorzugsweise als ein Fe derelement ausgebildet. Das Federelement kann beispielsweise als eine Ringfe der, eine Spiralfeder, eine Schenkelfeder, etc. ausgebildet sein. Das Federele ment kann aus einem Kunststoff und/oder einem Metall ausgebildet sein. Zudem wird vorgeschlagen, dass die Verriegelungsvorrichtung ein beweglich ge lagertes Freigabeelement aufweist, wobei das Freigabeelement manuell betätig bar ausgebildet ist, wobei das Freigabeelement dazu ausgebildet ist, das Blo ckierelement aus einer Blockierposition in eine Freigabeposition zu bewegen. In der Blockierposition des Blockierelements ist eine Fixierung des Akkupacks durch das Verriegelungselement möglich. In der Freigabeposition des Blockie relements ist keine Fixierung des Akkupacks möglich bzw. die Fixierung wird ge löst und der Akkupack zumindest teilweise aus der Aufnahme geschoben. Das Freigabeelement und das Blockierelement sind vorzugsweise relativ zueinander beweglich ausgebildet.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Blockierelement derart von dem zweiten Rückstellelement mit einer Kraft beaufschlagt ist, dass das Freigabeele ment im unbetätigten Zustand in eine Ausgangsposition versetzt wird. Vorteilhaft kann dadurch sichergestellt werden, dass das Verriegelungselement im unfixier- ten Zustand stets beweglich ist. Alternativ oder zusätzlich ist ebenso denkbar, dass die Verriegelungsvorrichtung ein zusätzliches Rückstellelement aufweist, dass zur selbsttätigen Rückstellung des Freigabeelements in die Ausgangsposi tion vorgesehen ist. Vorzugsweise ist das Rückstellelement derart ausgebildet, dass das Rückstellelement stets an dem Blockierelement anliegt.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Rückstellelement derart ausgebildet ist, dass das Verriegelungselement bei Betätigung des Freigabeelements in eine Entriegelungsposition versetzt wird, wobei der Akkupack in der Entriegelungspo sition teilweise, vorzugsweise größtenteils, aus der Aufnahme herausgeschoben ist. Vorteilhaft kann dadurch der Akkupack einfach entnommen werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Rückstellelement derart ausgebildet ist, dass der Akkupack stets in dieselbe Entriegelungsposition versetzt wird. Beispiel haft kann das Gehäuse der Verriegelungsvorrichtung einen Anschlag aufweisen, an dem das Verriegelungselement im entriegelten Zustand anliegt und damit die Auswurfbewegung des Akkupacks durch das Verriegelungselement stoppt. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement einen Betäti gungsbereich aufweist, wobei der Betätigungsbereich im unverriegelten Zustand von dem Akkupack beaufschlagbar ist und im verriegelten Zustand derart an dem Blockierelement anliegt, dass eine Bewegung des Verriegelungselements in zu mindest eine Richtung blockiert ist. Vorzugsweise ist die Bewegung des Verrie gelungselements im blockierten bzw. fixierten Zustand in beide Richtung blo ckiert.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Verriegelungselement derart ausgebildet ist, dass das Verriegelungselement ein Fixierbereich aufweist, wobei der Fixier bereich benachbart zu dem Betätigungsbereich angeordnet, wobei das Verriege lungselement derart ausgebildet ist, dass der Akkupack während des Verbin dungsprozesses aus dem Betätigungsbereich in den Fixierbereich geführt wird. Der Betätigungsbereich und der Fixierbereich sind benachbart zueinander aus gebildet. Insbesondere geht der Betätigungsbereich unmittelbar in den Fixierbe reich über, sodass der Akkupacks beim Übergang an beiden Bereichen anliegt. Der Betätigungsbereich ist vorzugsweise als eine ebene Fläche ausgebildet. Der Betätigungsbereich ist von einem Betätigungselement bzw. Verbindungselement des Akkupacks beaufschlagbar ausgebildet. Der Betätigungsbereich ist dabei insbesondere der erste und letzte Bereich, an dem der Akkupack beim Verbin dungsprozess anliegt. Der Fixierbereich kann als eine ebene Fläche oder als eine gekrümmte Fläche ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Form des Fixier bereichs an eine Form des Akkupacks, insbesondere des Betätigungselements des Akkupacks, angepasst.
Zudem betrifft die Erfindung insbesondere eine Verriegelungsvorrichtung zur Ver riegelung eines Akkupacks mit einem Verbraucher, mit einem Gehäuse, mit einer Akkupackschnittstelle zur lösbaren Verbindung der Verriegelungsvorrichtung mit dem Akkupack entlang einer Verbindungsrichtung, wobei die Akkupackschnitt stelle zumindest ein beweglich gelagertes Verriegelungselement und ein beweg lich gelagertes Blockierelement aufweist, wobei das Blockierelement dazu ausge bildet ist, das Verriegelungselement in zumindest einem Zustand zu blockieren. Es wird vorgeschlagen, dass das Blockierelement zumindest zwei, insbesondere drei, Angriffspunkte aufweist, an denen zur Entriegelung des Verriegelungsele ments eine Kraft auf das Blockierelement aufbringbar ist. Vorteilhaft kann dadurch auf unterschiedliche Weise die Fixierung des Akkupacks gelöst werden.
Das Blockierelement kann einstückig, einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Die Angriffspunkte sind insbesondere als Bereiche auf einer Außenfläche des Blockierelements ausgebildet. Die Angriffspunkte sind beabstandet voneinander angeordnet. Die Angriffspunkte sind bezogen auf die Blockierachse des Blockie relements vorzugsweise an Endbereichen des Blockierelements angeordnet, um eine möglichst große Hebelwirkung zu erzeugen. Insbesondere weist das Blo ckierelement zumindest zwei Angriffspunkte auf, deren Abstand größer ist als der Abstand des am weitesten entfernten Angriffspunkt von der Blockierachse.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Verriegelungsvorrichtung ein beweg lich gelagertes Freigabeelement aufweist, wobei das Freigabeelement manuell betätigbar ausgebildet ist, wobei das Freigabeelement dazu ausgebildet ist, das Blockierelement aus einer Blockierposition in eine Freigabeposition zu bewegen. Das Freigabeelement kann direkt manuell oder indirekt manuell betätigbar aus gebildet sein. Unter einem direkt manuell betätigbaren Freigabeelement soll im Zusammenhang dieser Anmeldung insbesondere ein Freigabeelement verstan den werden, das mechanische mit einer Betätigungstaste gekoppelt ist, sodass eine Kraft zur Betätigung des Freigabeelements von dem Benutzer ausgeübt wird. Die Krafteinwirkung kann dabei direkt auf das Freigabeelement oder über ein oder mehrere mechanisch mit diesem gekoppelte Bauteile erfolgen. Unter ei nem indirekt manuell betätigbaren Freigabeelement soll im Zusammenhang die ser Anmeldung insbesondere ein Freigabeelement verstanden, dass mechanisch mit einem Aktor gekoppelt. Der Aktor kann mechanisch, elektromechanisch, magnetisch, etc. ausgebildet sein. Der Aktor kann beispielsweise durch eine Be tätigungstaste ansteuerbar sein. Die Betätigungstaste kann mit einem elektroni schen Schalter verbunden sein. Alternativ ist auch denkbar, dass der Aktor über eine Computervorrichtung, wie beispielsweise einem Smartphone oder einer Smartwatch oder über einen RFID-Sender steuerbar ist.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Freigabeelement mit einer Schlosseinheit verbunden oder gekoppelt ist. Die Schlosseinheit kann als ein mechanisches Schloss ausgebildet sein, wobei mittels eines zugehörigen Schlüssels das Schloss betätigbar und das mit dem mechanischen Schloss gekoppelte Frei gabeelement bewegbar ist. Alternativ kann die Schlosseinheit als ein elektroni sches Schloss ausgebildet sein. Das elektronische Schloss kann beispielsweise eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, mittels der Daten über Bluetooth, WLAN, ein Mobilfunknetz, RFID, oder dergleichen drahtlos übertragbar sind, auf weisen. Das elektronische Schloss kann somit über eine externe Computervor richtung gesteuert, insbesondere aufgeschlossen und/oder geschlossen, werden. Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass das elektronische Schloss einen Fingerabdrucksensor, eine Gesichtserkennung oder die Möglichkeit zur Eingabe eines Entsperrcodes aufweist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Verriegelungsvorrichtung ein Ge häuse aufweist, in der die Schlosseinheit in einer ersten Orientierung oder in ei ner zweiten Orientierung anordenbar ist. Vorteilhaft kann dadurch die Schlossein heit teilweise unabhängig von der Konfiguration der Verriegelungsvorrichtung po sitioniert werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Blockierelement durch das mit der Schlosseinheit gekoppelte Freigabeelement in der ersten Orientierung und in der zweiten Orientierung an unterschiedlichen Angriffspunkten beaufschlagbar aus gebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch stets eine optimale Betätigung des Blockie relement realisiert werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Angriffspunkte beabstandet zueinander an geordnet sind. Insbesondere sind die Angriffspunkte auf unterschiedlichen Ebe nen angeordnet. Die Ebenen erstrecken sich dabei orthogonal zu der Blockier achse und/oder der Verriegelungsachse.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Schlosseinheit in der ersten Orientie rung im Wesentlich direkt und in der zweiten Orientierung über ein Adapterge häuse mit dem Gehäuse der Verriegelungsvorrichtung verbunden ist. Vorteilhaft kann dadurch eine sichere Anordnung der Schlosseinheit realisiert werden. Das Adaptergehäuse wird in das Gehäuse der Verriegelungsvorrichtung im Montage prozess eingesetzt. Das Adaptergehäuse ist vorzugsweise kraft- und/oder form schlüssig mit dem Gehäuse der Verriegelungsvorrichtung verbunden. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Verriegelungsvorrichtung in der zweiten Orientierung ein Übertragungselement aufweist, dass eine Bewegung des Frei gabeelements auf das Blockierelement übertragt. Insbesondere ist das Übertra gungselement derart ausgebildet, dass eine rotatorische Bewegung des Frei gabeelements um eine Freigabeachse in einer rotatorische Bewegung des Blo ckierelements um eine Blockierachse umgewandelt wird, wobei die Frei gabeachse kreuzend, insbesondere im Wesentlichen senkrecht, zu der Blockier achse angeordnet ist. Alternativ ist auch denkbar, dass eine rotatorische Bewe gung des Freigabeelements in eine lineare Bewegung des Blockierelements, übertragen wird.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der erste Angriffspunkt auf einer dem zweiten und/oder dritten Angriffspunkt gegenüberliegenden Seite des Blockierelements angeordnet ist. Vorteilhaft kann durch den zusätzlichen Angriffspunkt eine wei tere Möglichkeit zur Betätigung des Blockierelements bereitgestellt werden. Die Verriegelung ist insbesondere derart ausgebildet, dass das Blockierelement in einer ersten Orientierung der Schlosseinheit den ersten und den zweiten An griffspunkt aufweist und in einer zweiten Orientierung der Schlosseinheit den ers ten Angriffspunkt und den dritten Angriffspunkt aufweist. Demnach weist die Ver riegelungsvorrichtung einen Angriffspunkt auf, der von der Orientierung der Schlosseinheit abhängig ist, und einen Angriffspunkt, der von der Orientierung der Schlosseinheit unabhängig ist.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der erste Angriffspunkt benachbart zu einer Ausnehmung im Gehäuse der Verriegelungsvorrichtung angeordnet ist. Der erste Angriffspunkt kann über eine weitere Schlosseinheit betätigbar ausgebildet sein. Beispielsweise kann somit die Verriegelungsvorrichtung ein mechanisches Schloss und ein elektronisches Schloss aufweisen. Vorzugsweise ist der erste Angriffspunkt über ein Werkzeug betätigbar ausgebildet. Beispielsweise über ei nen Stift, der von einem Benutzer benutzt wird, um mit einer Kraft auf das Blo ckierelement einzuwirken. Vorteilhaft kann dadurch für eine besonders günstige und leichte Ausführungsform auf die Schlosseinheit verzichtet werden. Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Verriegelungsvorrichtung in einem Rah men des Elektrofahrrads angeordnet ist, wobei die Schlosseinheit einen ersten Bedienbereich aufweist, der sowohl in der ersten Orientierung als auch in der zweiten Orientierung seitlich am Rahmen anordenbar ist. Vorteilhaft kann unab- hängig vom Einbau der Verbindungsvorrichtung stets gewährleistet, dass eine komfortable seitliche Bedienung für den Benutzer möglich ist. Der erste Bedien bereich derart ausgebildet, dass er von außen dem Benutzer zugänglich und be tätigbar ist. Zudem wird vorgeschlagen, dass der Rahmen eine Ausnehmung aufweist, die benachbart zu der Ausnehmung des Gehäuses der Verriegelungsvorrichtung an geordnet ist und einen zweiten Bedienbereich bildet. Insbesondere wird durch die Ausnehmung im Rahmen und die Ausnehmung im Gehäuse der Verriegelungs vorrichtung ein Kanal für ein Werkzeug gebildet. Vorteilhaft kann dadurch eine zusätzliche Möglichkeit zur Betätigung des Blockierelements bereitgestellt wer den. Die Betätigung des Blockierelements über den erste Bedienbereich erfolgt dabei mittels des Freigabeelements während die Betätigung des Blockierele ments über den zweite Bedienbereich ohne das Freigabeelement erfolgt. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der erste Bedienbereich und der zweite
Bedienbereich einander gegenüberliegend oder um 90° versetzt zueinander an geordnet sind. Durch diese Maßnahme kann eine besonders vorteilhafte Anord nung der Bedienbereiche realisiert werden.
Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merk male in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammen fassen. Alternative Ausführungsformen oder Bauteile werden mit der gleichen Bezugszahl und einem zusätzlichen Buchstaben beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Fortbewegungsmittels mit einer erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung;
Fig. 2 a-e schematische Ansicht unterschiedlicher Anordnungen und Konfi gurationen der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung;
Fig. 3a eine perspektivische Ansicht der Verbindungsvorrichtung in einer ersten Konfiguration;
Fig. 3b eine perspektivische Ansicht der Verbindungsvorrichtung in einer zweiten Konfiguration;
Fig. 4a, b eine perspektivische Ansicht eines Adapterelements für die erste Konfiguration;
Fig. 5a, b eine perspektivische Ansicht eines Adapterelements für die zweite Konfiguration;
Fig. 6 eine perspektivische eines Akkupacks für die Verbindungsvor richtung;
Fig. 7a, b eine perspektivische Ansicht einer Führungsvorrichtung der Ver bindungsvorrichtung; Fig. 8a eine perspektivische Ansicht einer Verriegelungsvorrichtung der
Verbindungsvorrichtung mit einem Adaptergehäuse;
Fig. 8b eine perspektivische Ansicht einer Verriegelungsvorrichtung der
Verbindungsvorrichtung ohne das Adaptergehäuse;
Fig. 9a eine Draufsicht auf die Verriegelungsvorrichtung in der zweiten
Konfiguration im unverbundenen Zustand;
Fig. 9b eine perspektivische Teilansicht der Verriegelungsvorrichtung in der zweiten Konfiguration im unverbundenen Zustand;
Fig. 9c eine Draufsicht auf die Verriegelungsvorrichtung in der zweiten
Konfiguration im verriegelten bzw. fixierten Zustand;
Fig. 9d eine Draufsicht auf die Verriegelungsvorrichtung in der zweiten
Konfiguration im entriegelten Zustand;
Fig. 10a eine Draufsicht auf die Verriegelungsvorrichtung in der ersten Konfiguration im unverbundenen Zustand;
Fig. 10b eine perspektivische Teilansicht der Verriegelungsvorrich tung in der ersten Konfiguration im unverbundenen Zustand.
In Fig. 1 ist ein Verbraucher 10 mit einer erfindungsgemäßen Verbindungsvor richtung 100 in einer schematischen Seitenansicht gezeigt. Der Verbraucher ist als ein elektrisch angetriebenes Fortbewegungsmittel 12, insbesondere als ein Elektrofahrrad 14, ausgebildet. Das Elektrofahrrad 14 kann beispielsweise als ein Pedelec oder als ein E-Bike ausgebildet sein.
Der Verbraucher 10 weist ein Gehäuse 16 in Form eines Rahmens 18 bzw. eines Fahrradrahmens auf. Mit dem Rahmen 18 sind zwei Räder 20 verbunden. Zu dem weist der Verbraucher 10 eine Antriebseinheit 22 auf, die einen Elektromo tor bzw. Hilfsmotor umfasst. Der Elektromotor ist vorzugsweise als ein Perma nentmagnet-erregter, bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet. Der Elektromo tor ist beispielhaft als ein Mittelmotor ausgebildet, wobei auch ein Nabenmotor oder dergleichen denkbar ist.
Die Antriebseinheit 22 umfasst eine Steuereinheit (nicht dargestellt), die zur Steuerung oder Regelung des Elektrofahrrads 14, insbesondere des Elektromo tors, ausgebildet ist. Das Elektrofahrrad 14 weist eine Tretkurbel (nicht darge stellt) auf. Die Tretkurbel weist eine Tretkurbelwelle (nicht dargestellt) auf.
Die Steuereinheit und die Antriebseinheit 22 mit dem Elektromotor und der Tret kurbelwelle sind in einem mit dem Rahmen verbundenen Antriebsgehäuse (nicht dargestellt) angeordnet. Die Antriebsbewegung des Elektromotors wird vorzugs weise über ein Getriebe (nicht dargestellt) auf die Tretkurbelwelle übertragen, wobei die Größe der Unterstützung durch die Antriebseinheit 22 mittels der Steu ereinheit gesteuert oder geregelt wird.
Der Verbraucher 10 ist mit einem Akkupack 300 elektrisch und mechanisch ver bunden, der zur Energieversorgung der Antriebseinheit 22 ausgebildet ist. Die Verbindung erfolgt über die Verbindungsvorrichtung 100. Der Akkupack 300 ist als ein Wechselakkupack 302 ausgebildet. Der Rahmen 18 weist eine Öffnung (nicht dargestellt) auf, durch die der Akkupack 300 in den Rahmen 18 hineinge schoben oder geschwenkt werden kann. Die Öffnung wird im verbundenen Zu stand durch ein Akkupackgehäuse 304 geschlossen. Alternativ ist auch denkbar, dass der Rahmen 18 selbst die Öffnung schließt oder durch eine Abdeckung ge schlossen wird. Die Verbindungsvorrichtung 100 weist eine Verriegelungsvorrichtung 102 auf, die zur Verriegelung des Akkupacks 300 mit der Verbindungsvorrichtung 100 ausge bildet ist. Zudem umfasst die Verbindungsvorrichtung 100 eine Führungsvorrich tung 104, die zur Führung des Akkupacks 300 während der Verbindung mit dem Elektrofahrrad 14 ausgebildet ist. Die Verriegelungsvorrichtung 102 und die Füh rungsvorrichtung 104 sind beispielhaft vollständig im Rahmen 18 des Elektrofahr- rads 14 angeordnet.
Die Verbindungsvorrichtung 100 ist modular ausgebildet, sodass der Akkupack 300 in unterschiedlichen Ausrichtung mit dem Elektrofahrrad 14 verbindbar ist. In Fig. 2a - c ist der Akkupack 300 in einer horizontalen Ausrichtung im Rahmen 18 aufgenommen, wobei die Führungsvorrichtung 104 durch den modularen Aufbau an unterschiedlichen Position des Rahmens 18 angeordnet sein kann. Bei den Elektrofahrrädern 14 in Fig. 2 a - c kann es sich um drei verschiedene Elektro- fahrräder oder dasselbe Elektrofahrrad 14 handeln, wobei im Falle desselben Elektrofahrrads 14 die Verbindungsvorrichtung 100 ummontiert werden muss.
In Fig. 2 d - e ist der Akkupack 300 in einer vertikalen Ausrichtung im Rahmen 18 aufgenommen, wobei die Führungsvorrichtung 104 durch den modularen Auf bau an unterschiedlichen Position des Rahmen 18a angeordnet sein kann. Bei den Elektrofahrrädern 14a in Fig. 2 d- e kann es sich um zwei verschiedene Elektrofahrräder oder um dasselbe Elektrofahrrad 14a handeln, wobei im Falle desselben Elektrofahrrads 14a die Verbindungsvorrichtung 100 ummontiert wer den muss. Das Elektrofahrrad 14 gemäß Fig. 2 a - c unterscheidet sich von dem Elektrofahrrad 14a in einer Geometrie des Rahmens 18a.
In Fig. 3a ist die Verbindungsvorrichtung 100 mit einem verbundenen Akkupack 300 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Die Verbindungsvorrichtung 100 ist derart modular aufgebaut, dass sowohl der Akkupack 300 als auch die Verrie gelungsvorrichtung 102 in unterschiedlichen Ausrichtungen bzw. Konfigurationen bezogen auf die Führungsvorrichtung 104 angeordnet sein können. In Fig. 3a ist der Akkupack 300 in einer vertikalen Position angeordnet. Der Verbindungsvor richtung 100 und der Akkupack 300 gemäß Fig. 3a ist beispielhaft in den Elektro fahrrädern 14 gemäß Fig. 2 d - e eingebaut. Die Verriegelungsvorrichtung 102 weist ein Gehäuse 106 auf, das mit der Füh rungsvorrichtung 104, insbesondere einem Montagemodul 107 der Führungsvor richtung 104, verbunden ist. Das Gehäuse 106 der Verriegelungsvorrichtung 102 besteht beispielhaft aus einem Kunststoff. Das Gehäuse 106 der Verriegelungs vorrichtung 102 ist beispielhaft zweiteilig ausgebildet, wobei ein erstes Gehäuse teil 108 mit einem zweiten Gehäuseteil 110 kraft- und formschlüssig verbunden sind. In der vertikalen Position ist nur das zweite Gehäuseteil 110 kraft- und/oder formschlüssig mit dem Montagemodul 107 verbunden.
Die Verriegelungsvorrichtung 102 weist eine Steckereinheit 114 auf, die zumin dest einen, beispielhaft zwei, Anschlüsse 116 zur Verbindung mit Steckern (nicht dargestellt) aufweist. Über die Steckereinheit 114 ist der Akkupack 300 mit der Steuereinheit des Elektrofahrrads 14 und/oder einem Ladeanschluss (nicht dar gestellt) verbindbar. Über den Ladeanschluss ist der Akkupack 300 im mit dem Elektrofahrrad 14 verbundenen Zustand aufladbar ausgebildet. Die Steckerein heit 114 ist im Gehäuse 106 der Verriegelungsvorrichtung 102 aufgenommen. Insbesondere ist die Steckereinheit 114 im Gehäuse 106 schwimmend gelagert. Insbesondere ist die Steckereinheit 114 im Gehäuse 106 derart gelagert, dass die Steckereinheit 114 senkrecht zur Einsteckrichtung beweglich ist. Vorteilhaft kann dadurch sichergestellt werden, dass nach dem Einstecken von der Stecke reinheit 114 keine Kräfte übertragen werden.
Der Akkupack 300 ist über eine Akkupackschnittstelle 118 (siehe Fig. 9a) mit der Verriegelungsvorrichtung 102 verbunden bzw. axial fixiert. Zudem weist der Ak kupack 300 eine Führungseinheit 306 auf, die korrespondierend zu der Füh rungsvorrichtung 104 der Verbindungsvorrichtung 100 ausgebildet ist. Die Füh rungseinheit 306 ist einem ersten Adapterelementen 308 und einem zweiten Adapterelement 309 zugeordnet, die stirnseitig mit dem Akkupack 300, insbeson dere mit dem Akkupackgehäuse 304, verbunden sind. Die Verbindung erfolgt beispielhaft über eine Schraubverbindung. Das erste Adapterelement 308 ist auf einer der Verriegelungsvorrichtung 102 zugewandten Seite des Akkupacks 300 angeordnet. Das zweite Adapterelement 309 ist auf einer der Verriegelungsvor richtung 102 abgewandten Seite des Akkupacks 300 angeordnet. Insbesondere entspricht der Abstand des ersten Adapterelements 308 von dem zweiten Adap terelement 309 und den jeweiligen Führungseinheiten 306 im Wesentlichen einer Länge des Akkupacks 300.
In Fig. 3b ist die Verbindungsvorrichtung 100 mit einem Akkupack 300 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, wobei der Akkupack 300 in einer horizontalen Position angeordnet ist. Der Verbindungsvorrichtung 100 und der Akkupack 300 gemäß Fig. 3b ist beispielhaft im Elektrofahrrad 14 gemäß Fig. 2 a eingebaut.
Die Verriegelungsvorrichtung 102 gemäß Fig. 3a und Fig. 3b können die Glei chen oder dieselben sein.
In der horizontalen Position ist erste Gehäuseteil 108 und das zweite Gehäuseteil 110 kraft- und/oder formschlüssig mit dem Montagemodul 107 verbunden.
Der Akkupack 300 gemäß Fig. 3a und der Akkupack 300 gemäß Fig. 3b sind im Wesentlichen identisch ausgebildet und unterscheiden sich insbesondere nur durch die Adapterelemente 308a, 309a. Demnach kann der Akkupack 300 mit dem gleichen Akkupackgehäuse 304 durch Wahl der Adapterelemente 308a, 309a auf eine horizontale oder vertikale Position angepasst werden.
Das Gesamtsystem in der vertikalen Ausrichtung (Fig. 3a) weist somit eine grö ßere Höhe und eine geringere Breite als das Gesamtsystem in der horizontalen Ausrichtung (Fig. 3b) auf.
In Fig. 4a ist das erste Adapterelement 308 in einer perspektivischen Ansicht ge zeigt. Das erste Adapterelement 308 ist beispielhaft einstückig ausgebildet. Das erste Adapterelement 308 weist einen Grundkörper 310 auf, der eine beispielhaft zylindrische Ausnehmung 312 aufweist, die zur Verbindung der Steckereinheit 114 der Verbindungsvorrichtung 100 mit einem korrespondierenden Stecker 314 des Akkupacks 300 vorgesehen ist.
Die Führungseinheit 306 des Adapterelements 308 umfasst ein paar Führungs schienen 316, die benachbart zu einem paar Führungsnuten 318 angeordnet sind. Die beiden Führungsschienen 316 sind beispielhaft nach innen gerichtet, es wäre alternativ oder zusätzlich allerdings ebenso denkbar, dass die Führungs schienen 316 nach außen gerichtet sind. Die Führungseinheit 306 ist insbeson dere zur Aufnahme einer T-förmigen Führungsschiene ausgebildet. Die Füh rungseinheit 306 erstreckt sich ausgehend von der Ausnehmung 312 im Wesent lichen linear in eine erste Richtung.
Zudem umfasst das erste Adapterelement 308 eine Verbindungseinheit 320, die zur Verbindung des Akkupacks 300 mit der Verriegelungsvorrichtung 102 ausge bildet ist. Die Verbindungseinheit 320 erstreckt sich ausgehend von der Ausneh mung 312 in eine zweite Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist.
Die Verbindungseinheit 320 umfasst ein Verbindungselement 322, das beispiel haft im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet. Das Verbindungselement 322 ist mit dem Grundkörper 310 über zwei Arme 324, die stirnseitig angeordnet sind.
Zudem umfasst der Grundkörper 310 vier Schraubdome 326, die zur Verschrau bung des Adapterelements 308 mit dem Akkupackgehäuse 304 vorgesehen sind.
In Fig. 4b ist das zweite Adapterelement 309 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Das zweite Adapterelement 309 entspricht im Wesentlichen dem ersten Adapterelement 308, wobei das zweite Adapterelement 309 keine Verbindungs einheit aufweist. Das zweite Adapterelement 309 umfasst einen Grundkörper 328 mit vier Schraubdome 330 und eine ein paar Führungsschienen 332 die benach bart zu einem paar Führungsnuten 334 angeordnet sind. Zudem umfasst der Grundkörper 328 eine Ausnehmung 336, die größer als die Ausnehmung 312 des ersten Adapterelements 308 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 336 ist insbe sondere für ein Ventil des Akkupacks 300 (nicht dargestellt) vorgesehen. Das zweite Adapterelement 309 ist beispielhaft einstückig ausgebildet.
In Fig. 5a ist das erste Adapterelement 308a für die horizontale Ausrichtung in einer perspektivischen Ansicht gezeigt.
Das erste Adapterelement 308a für die horizontale Ausrichtung und das erste Adapterelement 308 für die vertikale Ausrichtung weisen im Wesentlichen die gleichen funktionellen und technischen Merkmale auf. Das erste Adapterelement 308a für die horizontale Ausrichtung unterscheidet sich insbesondere in der rela tiven Positionierung der Verbindungeinheit 320a bezogen auf die Führungsein heit 306a, die im Vergleich zu dem ersten Adapterelement 308 für die vertikale Ausrichtung um einen Winkel von 90° gedreht sind. Beispielhaft ist die Positionie rung der Schraubdome 326 ebenfalls um 90° gedreht.
In Fig. 5b ist das zweite Adapterelement 309a für die horizontale Ausrichtung in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Das zweite Adapterelement 309a weist im Wesentlichen die gleichen funktionellen und technischen Merkmale auf, wie das zweite Adapterelement 309 für die vertikale Ausrichtung. Der einzige Unter schied ist die optionale unterschiedliche Anordnung der Schraubdome 330a und die damit verbundene Änderung am Grundkörper 328a.
In Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht des Akkupacks 300 gezeigt. Der Akku pack 300 weist beispielhaft 20 Akkuzellen (nicht dargestellt) auf, die in einem Zel lenhalter (nicht dargestellt) angeordnet sind. Der Zellenhalter ist beispielhaft voll ständig im Akkupackgehäuse 304 angeordnet. Es ist allerdings ebenso denkbar, dass der Zellenhalter teilweise oder vollständig das Akkupackgehäuse 304 bildet. Das Akkupackgehäuse 304 ist als ein Außengehäuse ausgebildet. Der Akkupack 300 ist somit beispielhaft als ein 36 V Akkupack mit einer Kapazität von 400 Wh ausgebildet.
Im Akkupackgehäuse 304 ist zudem eine Elektronik (nicht dargestellt) angeord net, die eine Leiterplatte (nicht dargestellt) umfasst. Die Elektronik umfasst ein BMS (Battery-Management-System), das zur Steuerung und/oder Regelung des Akkupacks 300 ausgebildet ist. Die Leiterplatte ist mit den Akkuzellen zur Über wachung der einzelnen Zellspannungen verbunden.
Das Akkupackgehäuse 304 weist eine erste Endplatte 344, die eine Öffnung auf einer Steckerseite 346 abschließt, und ein zweite Endplatte 348, die eine Öff nung auf einer Ventilseite 350 abschließt, auf. Die Endplatten 344, 348 werden mit einem Grundkörper 352 des Akkupackgehäuses 304 verbunden. Der Grund körper 352 des Akkupackgehäuses 304 weist eine im Wesentlichen hohlzylindri sche Form auf, die an die Akkuzellen bzw. den Zellenhalter angepasst ist. Die Elektronik des Akkupacks 300 ist mit einem Stecker 314 zur elektrischen Kontaktierung verbunden.
Die Endplatten 344, 348 weist Formschluss- und Anschraubpunkte 354 auf, über die die Adapterelemente 308, 308a, 309, 309a mit den Endplatten 344, 348 ver bindbar sind.
In Fig. 7a ist die Führungsvorrichtung 104 in einer perspektivischen Ansicht ge zeigt.
Die Führungsvorrichtung 104 umfasst ein Führungselement 120, das vorzugs weise aus einem Metall ausgebildet ist. Das Führungselement 120 weist zwei voneinander beabstandete Führungsbereiche 122 auf, in denen der Akkupack 300 insbesondere mittels der Adapterelemente 308, 308a, 309, 309a führbar ist. Es ist auch denkbar, dass das Führungselement mehrere oder nur einen einzel nen Führungsbereich aufweist.
Die Führungsbereiche 122 sind im Wesentlichen identisch ausgebildet und wei sen zwei gegenüberliegende Führungsschienen 124 auf, die korrespondierend zu den Führungsnuten der Führungseinheit 306 des Akkupacks 300 ausgebildet sind. Alternativ wäre ebenso denkbar, dass die Führungsbereiche 122 unter schiedliche ausgebildet sind. Vorteilhaft kann dadurch Bauraum, insbesondere Bauhöhe, eingespart werden.
Die Führungsvorrichtung 104 umfasst beispielhaft zwei Befestigungseinheiten 126, die zur Befestigung der Verbindungsvorrichtung 100, insbesondere der Füh rungsvorrichtung 104, an dem Rahmen 18 des Elektrofahrrads 14 ausgebildet sind. Die Befestigungseinheiten 126 sind vorzugsweise in den Führungsberei chen 122 angeordnet. Die Befestigungseinheiten 126 sind beispielhaft zur Befes tigung über eine Schraubverbindung ausgebildet. Beispielhaft sind die Befesti gungseinheiten 126 derart ausgebildet, dass eine Verschraubung von beiden Seiten ermöglicht wird. In Fig. 7 ist beispielhaft eine Verschraubung von innen mittels jeweils einer Schraube 128 gezeigt, die zur Verbindung mit einem nicht dargestellten Gewinde in dem Rahmen 18 des Elektrofahrrads 14 vorgesehen ist. Die Befestigungseinheiten 126 weisen ein Langloch 127 auf, über welches ein Toleranzausgleich möglich ist.
Alternativ ist auch denkbar, dass wie in Abbildung 7b gezeigt die Befestigungs einheit 126 ein Gewinde 130, beispielsweise in Form einer Vierkantmutter, auf weist und mit dem Führungselement 120 verbunden ist. Dies erfolgt beispielhaft über ein Halteelement 132, das über zwei Formschlusselemente 134 mit dem Führungselement 120 verbunden ist, wobei das Gewinde 130 zwischen dem Führungselement 120 und dem Halteelement 132 eingespannt ist. Vorteilhaft kann dadurch auch eine Verschraubung von außen realisiert werden.
Das Montagemodul 107 ist aus einem Kunststoff ausgebildet und über eine nicht dargestellte Schraubverbindung mit dem metallischen Führungselement 120 ver bunden.
Das Montagemodul 107 weist Montageelemente 134, 136, 138, 140 auf, die zur Verbindung der Führungsvorrichtung 104, insbesondere des Montagemoduls 107, mit der Verriegelungsvorrichtung 102 ausgebildet sind.
Das Montagemodul 107 weist ein erste Montageelement 134 auf, das beispiel haft als ein starrer Haken ausgebildet ist und beispielhaft an den Ecken des Mon tagemoduls angeordnet ist.
Zudem weist das Montagemodul 107 ein zweites Montageelement 136 auf, das beispielhaft als ein Führungssteg ausgebildet ist. Der Führungssteg erstreckt sich dabei entlang einer Längserstreckung der Führungsvorrichtung 104. Das Monta gemodul 107 weist einen Boden 109 auf. Der Führungssteg ist auf dem Boden angeordnet und als eine Erhebung in diesem ausgebildet.
Zudem weist das Montagemodul 107 ein drittes Montageelement 138 auf, das beispielhaft als ein federnder Rastarm ausgebildet ist. Das Montagemodul 107 umfasst zwei federnde Rastarme, die in den Boden 109 eingelassen sind.
Als viertes Montageelement 140 weist das Montagemodul 107 einen Quersteg auf, das den Führungssteg beispielhaft kreuzt und eine Relativbewegung der Verriegelungsvorrichtung 102 in zumindest eine Richtung begrenzt. Beispielhaft ist das Montagemodul einstückig ausgebildet und alle Montageele mente 134, 136, 138, 140 sind ebenfalls einstückig mit dem Montagemodul 107 ausgebildet.
In Fig. 8a ist die Verriegelungsvorrichtung 102 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Die Verriegelungsvorrichtung 102 gemäß Fig. 8 ist zur Verbindung eines Akkupacks in horizontaler und/oder vertikaler Ausrichtung vorgesehen.
Die Verriegelungsvorrichtung 102, insbesondere das Gehäuse 106 der Verriege lungsvorrichtung 102, weist eine erste Seite 142 und eine zweite Seite 144 auf.
In einer erste Konfiguration 143 ist die Verriegelungsvorrichtung 102 über die erste Seite 142 mit der Führungsvorrichtung 104, insbesondere mit dem Monta gemodul 107 der Führungsvorrichtung 104, verbunden. In einer zweiten Konfigu ration 145 ist die Verriegelungsvorrichtung 102 über die zweite Seite 144 mit dem Montagemodul 107 verbunden.
Die erste Seite 142 ist im Wesentlichen eben ausgebildet. Die erste Seite 142 ist einstückig mit dem ersten Gehäuseteil 108 des Gehäuses 106 der Verriege lungsvorrichtung 102 ausgebildet.
Die erste Seite 142 umfasst beispielhaft vier erste Verbindungselemente 146, die als Ausnehmung ausgebildet sind. Die Ausnehmung sind zur Aufnahme, insbe sondere formschlüssigen Verbindung, mit den ersten Montageelementen 134 des Montagemoduls 107 ausgebildet.
Zudem umfasst die erste Seite 142 beispielhaft ein zweites Verbindungselement 148, das beispielhaft als eine Führungsnut ausgebildet ist. Die Führungsnut ist dabei in der ersten Seite 142 eingelassen ausgebildet. Das zweite Verbindungs element 148 der ersten Seite 142 ist dabei zur Verbindung und Führung mit dem zweiten Montageelement 136 des Montagemoduls 107 ausgebildet. Der Füh rungssteg des Montagemoduls 107 wird somit im Verbindungsprozess innerhalb der Führungsnut der Verriegelungsvorrichtung 102 geführt. Des Weiteren umfasst die erste Seite 142 zwei dritte Verbindungselemente 150, die als Ausnehmungen in der ersten Seiten 142 ausgebildet sind. Das dritte Ver bindungselement 150 der ersten Seite 142 ist dabei zur Verbindung und zur Auf nahme des dritten Montageelement 138 des Montagemoduls 107 ausgebildet. Insbesondere bildet das dritte Verbindungselement 148 einen Hinterschnitt, in den die federnden Rastarme des Montagemoduls 107 in einer Endstellung ein rasten.
Zudem umfasst die erste Seite 142 ein viertes Verbindungselement 152, das als ein Anschlag bzw. eine Wandung ausgebildet ist. Das vierte Verbindungselement 152 der ersten Seite 142 ist dabei zur Verbindung des vierten Montageelements 140 des Montagemoduls 107 ausgebildet. Insbesondere wird eine Bewegung des Montagemoduls 107 durch ein Anschlägen des Querstegs an der Wandung begrenzt.
Am Ende des Verbindungsprozesses ist somit das Montagemodul 107 über eine Rastverbindung mit der Verriegelungsvorrichtung 102 verbunden.
Die erste Konfiguration 143 wird vorzugsweise für eine vertikale Ausrichtung des Akkupacks 300 verwendet. Die zweite Konfiguration 145 wird vorzugsweise für eine horizontale Ausrichtung des Akkupacks 300 verwendet.
Die zweite Seite 144 ist für die zweite Konfiguration 145 vorgesehen, die insbe sondere für horizontal ausgerichtete Akkupacks 300 verwendet wird.
Die zweite Seite 144 wird durch das erste Gehäuseteil 108 und das zweite Ge häuseteil 110 gebildet. Zusätzlich wird die zweite Seite 144 in der gezeigten und beispielhaften Konfiguration durch ein Adaptergehäuse 154 für eine Schlossein heit 172 gebildet, das kraft- und/oder formschlüssig mit dem Gehäuse 106, ins besondere mit dem zweiten Gehäuseteil 110, verbunden ist.
Die zweite Seite umfasst vier Verbindungselemente 156, 158, 160, 162, die im Wesentlichen identisch zu den vier Verbindungselementen 146, 148, 150, 152 ausgebildet sind. Die zweite Seite 144 umfasst vier erste Verbindungselemente 156, wobei drei erste Verbindungselemente 156 im zweiten Gehäuseteil 110 und ein erstes Ver bindungselement 156 im Adaptergehäuse 154 angeordnet ist.
Die zweite Seite 144 umfasst ein zweites Verbindungselement 158 in Form einer Führungsnut, wobei das zweite Verbindungselement 158 durch das zweite Ge häuseteil 110 und das Adaptergehäuse 154 ausgebildet ist.
Die zweite Seite 144 umfasst zudem zwei dritte Verbindungselemente 160, die als Ausnehmungen gebildet sind, wobei die Ausnehmungen durch das zweite Gehäuseteil 110 und das Adaptergehäuse 154 begrenzt bzw. gebildet sind.
Die zweite Seite 144 umfasst ferner ein viertes Verbindungselement 162 in Form einer Wandung auf, die im zweiten Gehäuseteil 110 ausgebildet ist.
Die erste Seite 142 und die zweite Seite 144 weisen eine gemeinsame Kante 164 auf. Die erste Seite 142 und die zweite Seite 144 und damit auch deren Ver bindungselemente sind um einen Winkel von 90° zueinander versetzt angeord net.
In Fig. 8a ist zudem ein weiterer bzw. dritter Anschluss 163 der Steckereinheit 114 der Verriegelungsvorrichtung 102 gezeigt. Der weitere Anschluss 163 ist zur elektrischen Kontaktierung des Steckers 314 des Akkupacks 300 vorgesehen.
Der Anschluss 163 weist vier elektrische Kontaktelemente 166 auf. Dabei sind zwei elektrische Kontaktelemente 166 als Leistungskontakte 168 zur Energie übertragung und zwei elektrische Kontaktelemente 166 als Signalkontakte 170 zur Übertragung von Signalen und/oder Daten bzw. Informationen ausgebildet.
In Fig. 8b ist anstelle des Adaptergehäuses 154 eine Schlosseinheit 172 einge setzt. Die Schlosseinheit 172 kann wie in Fig. 8b gezeigt direkt mit dem Gehäuse 106 der Verriegelungsvorrichtung 102 oder über das Adaptergehäuse 154 mit der Verriegelungsvorrichtung 102 verbunden sein. Ebenfalls ist denkbar, dass die Verriegelungsvorrichtung 102 keine Schlosseinheit 172 umfasst. Die Schlossein heit 172 ist beispielhaft als ein mechanisches Schloss 174 ausgebildet. Die Schlosseinheit 172 weist einen ersten Bedienbereich 173 auf, über den die Schlosseinheit 172 insbesondere manuell betätigbar ausgebildet ist. Der erste Bedienbereich 173 ist beispielhaft als eine Schlüsselaufnahme 176 ausgebildet. Die Schlosseinheit 172 ist im mit dem Elektrofahrrad 14 verbundenen Zustand in einer Ausnehmung (nicht dargestellt) des Rahmens 18 angeordnet, sodass der erste Bedienbereich 173 von außen betätigbar ist.
Die Gehäuse 106 der Verriegelungsvorrichtung 102 weist eine Aufnahme 178 auf, die zur Aufnahme des Akkupacks 300 im verbundenen Zustand ausgebildet ist. Die Aufnahme 178 ist der Akkupackschnittstelle 118 der Verriegelungsvor richtung 102 zugeordnet.
ln Fig. 9 a - b ist der Verriegelungsmechanismus der Verriegelungsvorrichtung 102 zu Beginn des Verbindungsprozesses für eine horizontal verbauten Akku pack 300 in einer Schnittansicht (Fig. 9a) und in einer perspektivischen Ansicht (Fig. 9b) gezeigt.
Die Verriegelungsvorrichtung 102 weist ein Verriegelungselement 180 auf, das um eine Verriegelungsachse 182 drehbar gelagert ist. Das Verriegelungselement 180 ist teilweise in der Aufnahme 178 der Verriegelungsvorrichtung 102 angeord net.
Das Verriegelungselement 180 ist mit einem ersten Rückstellelement 184 ver bunden, das beispielhaft als eine Schenkelfeder ausgebildet ist. Das Rückstel lelement 184 ist direkt mit dem Verriegelungselement 180 verbunden, indem die Schenkelfeder mit einem Arm in eine Aufnahme 186 des Verriegelungselements 180 eingreift. Ein zweiter Arm der Schenkelfeder ist mit dem Gehäuse 106 der Verriegelungsvorrichtung 102 verbunden. Das erste Rückstellelement 184 beauf schlagt das Verriegelungselement 180 mit einer Kraft, die der Verbindungsrich tung 188 des Akkupacks 300 entgegengesetzt ist. Im unverbundenen Zustand liegt das Verriegelungselement 180 an einem Anschlag 190 an, der die Bewe gung des Verriegelungselements 180 entgegen der Verbindungsrichtung 188 be grenzt. Der Anschlag 190 ist in dem zweiten Gehäuseteil 110 angeformt.
Des Weiteren umfasst das Verriegelungselement 180 einen Betätigungsbereich 192. Der Betätigungsbereich 192 ist derart ausgebildet, dass das Verriegelungs element 180 im Betätigungsbereich 192 durch den Akkupack 300, insbesondere durch das Verbindungselement 322 des Akkupacks 300, betätigbar ist. Der Betä tigungsbereich 192 ist vollständig in der Aufnahme 178 der Verriegelungsvorrich tung 102 angeordnet. Der Betätigungsbereich 192 ist beispielhaft als eine ebene Fläche 193 ausgebildet, die sich im unverbundenen Zustand im Wesentlichen senkrecht zu der Verbindungsrichtung 188 erstreckt. Das Verriegelungselement 180 weist im Betätigungsbereich 192 eine Dicke auf, die eine Länge des Verbin dungselements 322 nicht übersteigt.
Die Verriegelungsvorrichtung 102 weist zudem ein Blockierelement 194 auf. Das Blockierelement 194 ist um eine Blockierachse 196 drehbeweglich im Gehäuse 106 der Verriegelungsvorrichtung 102 gelagert. Die Blockierachse 196 und die Verriegelungsachse 182 sind parallel zueinander angeordnet.
Das Blockierelement 194 weist einen Blockierarm 198 auf, der in der Aufnahme 178 der Verriegelungsvorrichtung 102 angeordnet ist. Die Aufnahme 178 weist eine Form auf, die vorzugsweise im Wesentlichen der Form der Verbindungsein heit 320 des Akkupacks 300 entspricht.
Das Blockierelement 194 ist mit einem zweiten Rückstellelement 200 verbunden. Das zweite Rückstellelement 200 ist beispielhaft als eine Schenkelfeder ausge bildet, die direkt mit dem Gehäuse 106, insbesondere dem ersten Gehäuseteil 108, und dem Blockierelement 194 verbunden ist. Das zweite Rückstellelement 200 ist insbesondere dazu ausgebildet, das Blockierelement 194 mit einer Kraft in Richtung des Verriegelungselements 180 zu beaufschlagen. Der Blockierarm 198 ist derart ausgebildet, dass er entgegen der Federkraft des zweiten Rück stellelements 200 aus der Aufnahme 178 insbesondere vollständig herausschieb- bar ist.
Zudem umfasst das Blockierelement 194 zwei Angriffspunkte 202, 204 an denen das Blockierelement 194 unabhängig von dem Akkupack 300 und unabhängig von dem Verriegelungselement 180 betätigbar ist.
Der erste Angriffspunkt 202 ist in der Nähe einer Aussparung 205 im Gehäuse 106 der Verriegelungsvorrichtung ausgebildet. Der Rahmen 18 des Elektrofahr- rads 14 weist benachbart zu der Aussparung 205 eine korrespondierende Öff nung auf.
Eine Betätigung des ersten Angriffspunkts 202 kann beispielsweise über ein Werkzeug in Form eines dünnen Stifts erfolgen, der durch die Öffnung im Rah men 18 und die Aussparung 205 geführt wird und das Blockierelement 194 ent gegen der Federkraft des zweiten Rückstellelements 200 betätigt. Somit weist die Verriegelungsvorrichtung 102 einen zweiten Bedienbereich 203 auf, über den die Fixierung des Akkupacks 300 lösbar ist. Der zweite Bedienbereich 203 ist da bei um einen Winkel von 90° versetzt zum ersten Bedienbereich 173 angeordnet. Der zweite Angriffspunkt 204 ist auf einer dem ersten Angriffspunkt 202 gegen überliegenden Seite des Blockierelements 194 angeordnet. Der zweite Angriffs punkt 204 ist somit nicht von außen zugänglich ausgebildet. Der zweite Angriffs punkt 204 ist über ein Freigabeelement 206 betätigbar ausgebildet. Das Frei gabeelement 206 ist um eine Freigabeachse 208 drehbeweglich im Gehäuse 106 der Verriegelungsvorrichtung 102 gelagert. Die Freigabeachse 208 ist dabei pa rallel zu der Blockierachse 196 und der Verriegelungsachse 182 ausgebildet.
Das Freigabeelement 206 ist mit der Schlosseinheit 172 mechanisch gekoppelt. Über eine Betätigung der Schlosseinheit 172 wird eine Bewegung auf das Frei gabeelement 206 übertragen, welches wieder das Blockierelement 194 am zwei ten Angriffspunkt 204 mit einer Kraft beaufschlagt, um das Blockierelement 194 entgegen der Federkraft zu bewegen.
Die Schlosseinheit 172 ist nicht direkt oder mit einem separaten Rückstellele ment verbunden. Die Schlosseinheit 172 bzw. das Freigabeelement 206 wird im nicht betätigten Zustand durch das zweite Rückstellelement 200 in die Ausgangs position zurückversetzt.
In Fig. 9 c ist der Verriegelungsmechanismus der Verriegelungsvorrichtung 102 für eine horizontal verbauten Akkupack 300 im fixierten Zustand gezeigt.
Um von der Ausgangsstellung gemäß Fig. 9a in den fixierten Zustand gemäß Fig. 9c zu gelangen, wird der Akkupack 300 mit dem Verbindungselement 322 in die Aufnahme 178 geschoben. Hierbei liegt das Verbindungselement 322 zu nächst an dem Betätigungsbereich 192 an. Im Folgenden wird Verriegelungsele ment 180 entgegen einer ersten Kraft, der Kraft des ersten Rückstellelements 184, in die Aufnahme 178 hineinbewegt bzw. mit dem Akkupack 300 in Verbin dungsrichtung 188 bewegt. An einem Punkt dieser Bewegung kommt das Verrie gelungselement 180 in Berührung mit dem Blockierelement 194, insbesondere dem Blockierarm 198 des Blockierelements 194. Um den Akkupack 300 zu fixie ren muss der Akkupack 300 ab diesem Punkt entgegen einer zweiten Kraft, der Kraft des ersten und des zweiten Rückstellelements 184, 200, bewegt werden. Das Verriegelungselement 180 und das Blockierelement 194 werden in entge gengesetzten Richtung gedreht und das Blockierelement 194, insbesondere der Blockierarm 198, wird aus der Aufnahme 178 hinausbewegt.
Das Verriegelungselement 180 ist derart geformt, dass im Verbindungsprozess das Verbindungselement 322 des Akkupacks 300 von dem Betätigungsbereich 192 in einen Fixierbereich 210 überführt bzw. abgerollt wird. Der Fixierbereich 210 ist vorzugsweise an die Form des Verriegelungselements 180 angepasst, sodass das Verriegelungselement 180 im fixierten Zustand im Wesentlichen spielfrei im Fixierbereich 210 angeordnet bzw. von diesem umschlossen ist. Der Fixierbereich 210 ist beispielhaft als eine kreisförmige Ausnehmung ausgebildet. Zusätzlich ist denkbar, dass eines der Gehäuseteile ein Dämpfungsmittel, insbe sondere einen Puffer, beispielsweise aus Gummi, aufweist, welches entgegen der Verbindungsrichtung 188 angeordnet ist. Das Dämpfungsmittel ist vorzugs weise derart ausgebildet, dass eine zusätzliche Kraft entgegen der Verbindungs richtung 188 wirkt und den Akku im blockierten Zustand gegen das Verriege lungselement 180 drückt.
Der Betätigungsbereich 192 des Verriegelungselements 180 ist an einem Arm 212 des Verriegelungselements 180 angeformt, wobei der Arm 212 derart ge formt ist, dass der Blockierarm 198 des Blockierelements 194 nachdem dieser aus der Aufnahme 178 herausgedrückt wurde durch die Federkraft des zweiten Rückstellelements 200 wieder in die Aufnahme 178 zurückschnappt und den Ak kupack 300 verriegelt bzw. fixiert (siehe Fig. 9c).
Im fixierten Zustand ist das Verbindungselement 322 des Akkupacks 300 voll ständig im Fixierbereich 210 angeordnet. Der Betätigungsbereich 192 des Verrie gelungselements 180 liegt an dem Blockierarm 198 des Blockierelements 194 mit einem Hinterschnitt an. Der Hinterschnitt ist derart ausgebildet, dass über ein Ziehen des Akkupacks 300 entgegen der Verbindungsrichtung 188 kein lösen der Verbindung möglich ist.
Um den Akkupack 300 wieder zu lösen, ist eine Betätigung bzw. ein Lösen des Blockierelements 194 nötig. Dies kann über eine Betätigung des Blockierele ments 194 über den ersten Bedienbereich 173 oder den zweiten Bedienbereich 203 erfolgen. Durch Betätigung des Blockierelements 194 wird der Hinterschnitt gelöst, im An schluss wird der Akkupack 300 durch das Verriegelungselement 180 aufgrund der Kraft des ersten Rückstellelements 184 ausgeworfen, siehe Fig. 9d.
Eine Strecke des Auswurfs entspricht dabei einer Strecke, die das Verriegelungs element 180 entgegen der Verbindungsrichtung 188 bis zu dem Anschlag 190 durchläuft.
Das zweite Rückstellelement 200 ist zudem derart ausgebildet, dass auch das Freigabeelement 206 in die Ausgangsposition zurückversetzt wird und somit wie der eine Verbindung mit dem Akkupack 300 möglich ist.
In Fig. 10 a - b ist der Verriegelungsmechanismus der Verriegelungsvorrichtung zu Beginn des Verbindungsprozesses für einen vertikal verbauten Akkupack 300 in einer Schnittansicht (Fig. 10a) und in einer perspektivischen Ansicht (Fig. 10b) gezeigt.
Die Verbindungsvorrichtung 100 ist insbesondere derart modular ausgebildet, dass der erste Bedienbereich 173 der Verriegelungsvorrichtung 102 stets seitlich am Rahmen 18 des Elektrofahrrads 14 anordenbar ist.
Um dabei die gleiche Schlosseinheit 172 verwenden zu können, ist die Schloss einheit 172 über das Adaptergehäuse 154 mit dem Gehäuse 106 der Verriege lungsvorrichtung 102 verbunden.
Durch die mit dem Adaptergehäuse 154 verbundene unterschiedliche Orientie rung des Freigabeelements 206, erstreckt sich die Freigabeachse 208 wind schief, insbesondere um 90° versetzt, zu der Blockierachse 196 und der Verrie gelungsachse 182.
Der Verbindungsprozess und die Entriegelung über den zweiten Bedienbereich 203 ist somit im Wesentlich gleich, die Entriegelung über die Betätigung des erste Bedienbereichs 173 ist jedoch unterschiedlich. Der zweite Angriffspunkt 204 des Blockierelements 194 ist in dieser Konfiguration nicht durch das Freigabeelement 206 direkt betätigbar ausgebildet. Eine Betäti gung erfolgt über einen dritten Angriffspunkt 214. Der dritte Angriffspunkt 214 ist oberhalb des ersten und des zweiten Angriffspunkts 202, 204 und somit auf einer anderen Ebene angeordnet.
Der dritte Angriffspunkt 214 ist an einem zylindrischen Zapfen 216 angeordnet, der beispielhaft kraft- und formschlüssig mit dem Blockierelement 194 verbunden ist. Es wäre allerdings auch denkbar, dass der zylindrische Zapfen 216 einstückig mit dem Blockierelement 194 ausgebildet ist.
Das Freigabeelement 206 ist mit einem Übertragungselement 218 verbunden. Insbesondere umschließt das Übertragungselement 218 das Freigabeelement 206 teilweise. Das Übertragungselement 218 ist drehfest mit dem Freigabeele ment 206 verbunden. Zudem weist das Übertragungselement 218 eine Rampe 220 auf, die an dem dritten Angriffspunkt 214 anliegt. Die Rampe 220 ist derart ausgebildet, dass eine Drehbewegung des Freigabeelements 206 in eine Dreh bewegung des Blockierelements 194 entgegen der Kraft des zweiten Rückstel lelements 200 erfolgt.
Um ein Zurückversetzen des Freigabeelements 206 bzw. der Schlosseinheit 172 in die Ausgangsposition sicherzustellen, weist das Freigabeelement 206 ein drit tes Rückstellelement 222 in Form einer Zugfeder auf, die mit dem Übertragungs element 218 und dem Gehäuse 106 der Verriegelungsvorrichtung 102 verbunden ist.

Claims

Ansprüche
1. Verriegelungsvorrichtung zur Verriegelung eines Akkupacks (300) mit ei nem Verbraucher (10), mit einer Akkupackschnittstelle (118) zur lösbaren Verbindung der Verriegelungsvorrichtung (102) mit dem Akkupack (300) entlang einer Verbindungsrichtung (188), wobei die Akkupackschnittstelle (118) eine Aufnahme (178), in der der Akkupack (300) im verbundenen Zu stand zumindest teilweise angeordnet ist, und zumindest ein beweglich ge lagertes Verriegelungselement (180) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (180) im unverbundenen Zustand stets beweg lich ausgebildet ist und/oder im verbundenen Zustand mit einer Kraft entge gen der Verbindungsrichtung (180) vorgespannt ist.
2. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (180) schwenkbar um eine Verriegelungsachse (182) gelagert ist.
3. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (180) mittels ei nes ersten Rückstellelements (184) mit einer Kraft entgegen der Verbin dungsrichtung (188) beaufschlagt wird.
4. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rückstellelement (184) direkt mit dem Verriegelungselement (180) verbunden ist.
5. Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (102) ein be weglich gelagertes Blockierelement (194) aufweist, wobei das Blockierele ment (194) dazu ausgebildet ist, das Verriegelungselement (180) in zumin dest einem Zustand zu blockieren.
6. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (194) schwenkbar um eine Blockierachse (198) gela gert ist.
7. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, dass das Blockierelement (194) mittels eines zweiten Rück stellelements (200) mit einer Kraft in Richtung des Verriegelungselements (180) beaufschlagt wird.
8. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, dass die Verriegelungsvorrichtung (102) ein beweglich gela gertes Freigabeelement (206) aufweist, wobei das Freigabeelement (206) manuell betätigbar ausgebildet ist, wobei das Freigabeelement (206) dazu ausgebildet ist, das Blockierelement (194) aus einer Blockierposition in eine Freigabeposition zu bewegen.
9. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Blockierelement (194) derart von dem zweiten Rückstellelement (200) mit einer Kraft beaufschlagt ist, dass das Freigabeelement (206) im unbetä- tigten Zustand in eine Ausgangsposition versetzt wird.
10. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch ge kennzeichnet, dass das erste Rückstellelement (184) derart ausgebildet ist, dass das Verriegelungselement (180) bei Betätigung des Freigabeelements (206) in eine Entriegelungsposition versetzt wird, wobei der Akkupack (300) in der Entriegelungsposition teilweise, vorzugsweise größtenteils, durch das Verriegelungselement (180) aus der Aufnahme (178) herausgescho ben ist.
11. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rückstellelement (184) derart ausgebildet ist, dass das Ver riegelungselement (180) stets in dieselbe Entriegelungsposition versetzt wird.
12. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch ge kennzeichnet, dass das Verriegelungselement (180) einen Betätigungsbe reich (192) aufweist, wobei der Betätigungsbereich (192) im unverriegelten Zustand von dem Akkupack (300) beaufschlagbar ist und im verriegelten Zustand derart an dem Blockierelement (194) anliegt, dass eine Bewegung des Verriegelungselements (180) in zumindest eine Richtung blockiert ist.
13. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungselement (180) einen Fixierbereich (210) aufweist, wobei der Fixierbereich (210) benachbart zu dem Betätigungsbereich (192) angeordnet, wobei das Verriegelungselement (180) derart ausgebildet ist, dass der Akkupack (300) während des Verbindungsprozess aus dem Betä tigungsbereich (192) in den Fixierbereich (210) führbar ist.
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