CN102933412A - 紧固装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将电能储存器(13)可拆除地紧固至机动车辆的支承结构(11)的紧固装置，包括分别设置在储能器上以及在支承结构上的保持凸起部(17)和爪(19)，反之亦然。为了将储能器紧固至支承结构，保持凸起部沿着在最终位置方向上延伸的运动路径(B)朝着爪执行相对移动。所述爪能够在释放位置和锁定位置之间回转，使得所述爪在释放位置中位于保持凸起部的运动路径的外侧，而在锁定位置中突入保持凸起部的运动路径中，并且当保持凸起部处于最终位置时将保持凸起部包围在锁定位置中。

Description

紧固装置
技术领域
本发明涉及一种用于将电能蓄能器可释放地固定到机动车辆中的承载结构的固定装置，所述机动车辆具体是电动车辆或混合动力车辆。
背景技术
电动或混合动力车辆具有将转矩传输到车辆车轮的电驱动马达。用以操作电驱动马达的能量取自蓄能器，具体地，所述蓄能器能够是可充电电池，即蓄能器。通常，这种电池具有容纳在壳体中的一排原电池。电池能够例如被栓接到机动车辆底盘。
当车辆需要更换电池时，电池和车辆之间的螺栓连接必须释放，并且之后移去旧电池，将替换电池栓接到车辆中。由于螺纹的磨耗，螺栓连接的可靠性会恶化，具体在频繁的更换过程中存在该情况。此外，具有关键安全特征的螺栓连接要求较高的安装复杂性，例如采用特别详细的文献的形式。
发明内容
因此，本发明的目的在于使蓄能器到机动车辆底盘的可释放固定更简单且更安全。
所述目的通过一种固定装置实现，所述固定装置用于通过设置在蓄能器上以及设置在机动车辆的承载结构上的保持凸起部和锁定爪(lockingcatch)(反之亦然)将电能蓄能器可释放地固定至承载结构，所述机动车辆具体是混合动力或电动车辆，其中为将蓄能器固定至承载结构，保持凸起部向锁定爪的相对移动设置成沿着在末端位置方向上的运动轨迹，其中锁定爪能够绕回转轴线在释放位置和锁定位置之间回转，使得在释放位置中，锁定爪位于保持凸起部的运动轨迹外侧，而在锁定位置中，锁定爪突入保持凸起部的运动轨迹中，并且当保持凸起部处于末端位置时在那里接合到保持凸起部后方。
根据本发明，固定装置包括设置在蓄能器上以及设置在承载结构上的保持凸起部和锁定爪，反之亦然，其中为将蓄能器固定至承载结构，保持凸起部向锁定爪的相对移动设置成沿着在末端位置方向上的运动轨迹，其中锁定爪能够绕回转轴线在释放位置和锁定位置之间回转，使得在释放位置中，锁定爪位于保持凸起部的运动轨迹外侧，而在锁定位置中，锁定爪突入保持凸起部的运动轨迹中，并且在那里当保持凸起部处于末端位置时接合到保持凸起部后方。
运动轨迹能够是直线的。优选地，运动方向竖直延伸，例如原因是将带有保持凸起部的蓄能器从下向上带到车辆的承载结构。原则上，运动轨迹也可是弯曲的，特别是圆形的。例如在蓄能器悬挂在承载结构上的一个点处进而回转的情况下，存在圆形运动轨迹。保持凸起部的运动轨迹基本是指保持凸起部沿着运动方向的投影。在这里，唯一的基本因素是保持凸起部和锁定爪之间的相对移动，即锁定爪也可设置在蓄能器上而保持凸起部设置在承载结构上。由于锁定爪接合在保持凸起部后方，在蓄能器和车辆底盘之间存在牢固的、形状配合的连接。因此，可以简单且快速地更换蓄能器，因为锁定爪仅需回转。
本发明的改进方案在从属权利要求、说明书和附图中进行了描述。
根据本发明的一个实施方式，锁定爪的回转轴线布置在保持凸起部的运动轨迹外侧，并且相对于保持凸起部的末端位置设置在背后，即布置在保持凸起部的运动方向上观察的末端位置的后方。由此，保持凸起部能够越过锁定爪，并且当保持凸起部处于末端位置时，锁定爪能够在相应回转位置中接合在保持凸起部后方。
锁定爪可具有支撑段，当保持凸起部处于末端位置并且锁定爪处于锁定位置时，所述支撑段位于保持凸起部上，其中支撑段离锁定爪的回转轴线的距离大于保持凸起部的深度，即大于保持凸起部的尖端离保持凸起部在蓄能器或承载结构的附接处的距离。由此，锁定爪的回转半径较大，藉此由于杠杆效应实现了有效且可靠的锁定。
替代地或附加地，锁定爪可包括支撑段，当保持凸起部处于末端位置且锁定爪处于锁定位置时，支撑段位于保持凸起部上，其中支撑段取向为相对于锁定爪的回转轴线大致正切，即大致随着绕回转轴线的轨道的切线。通过支撑段的该正切取向，仅需要超过末端位置的最小行程，以便使锁定爪转回到释放位置。优选地，支撑段具有凸曲率，以便在回转脱离接合位置时允许锁定爪越过保持凸起部。
根据本发明的另外的实施例，保持凸起部(具体是与锁定爪配合的面)取向成相对于其运动轨迹倾斜。该倾斜取向支持了锁定爪的楔入效果。
优选地，锁定爪在锁定位置中被预拉伸。这在蓄能器定位在承载结构上时允许蓄能器的自动锁定。
此外，保持凸起部可具有向上延伸斜面，用于暂时将锁定爪压回到释放位置中。优选地完全绕蓄能器的面延伸的该向上延伸斜面便于将蓄能器引入到其保持器内，原因在于，当保持凸起部越过锁定爪时，该向上延伸斜面使锁定爪更容易地被按压背离而进入释放位置中。另外，如果蓄能器要容纳在例如接收室中，则向上延伸斜面通常可用作插入辅助件。
固定装置可包括解锁装置，锁定爪能够通过该解锁装置回转到释放位置中。优选地，解锁装置设计成使得锁定爪可以从位于保持凸起部的运动轨迹外侧的位置回转到释放位置中。因此，在解锁装置致动后，锁定爪能够顺利越过保持凸起部。
解锁装置可包括可回转杆，当杆臂向上回转时，可回转杆使锁定爪回转到释放位置中。原则上，锁定爪能够在重力作用下自动转回来，由此进一步简化了操作。
解锁装置还可包括具有斜面的可线性移位的楔块，在解锁运动中，所述楔块适于通过斜面压在锁定爪的闩锁臂上，由此使锁定爪回转到释放位置中。这样，能够使得解锁装置的致动特别简单。
具体地，楔块的斜面能够与可旋转地安装在闩锁臂上的接触滚轮配合。该接触滚轮降低了摩擦阻力，由此允许更容易地致动解锁装置。
固定装置还可包括传感器，以检测锁定爪的回转位置。根据一个实施方式，微动开关被设置作为传感器，其指示出锁定爪到达释放位置和/或锁定位置。这样，能够检验蓄能器和车辆之间的锁定，尤其出于安全原因这是期望的。
本发明还包括具有如上文所说明的至少一个固定装置且具有承载结构的固定系统，所述承载结构形成了用于电能蓄能器的接收室。这里，固定装置的锁定爪能够具体地设置在承载结构的侧部上。
固定系统可包括若干固定装置，其中至少两个锁定爪设置在承载结构的相对的侧部上。优选地，锁定爪形成为使得蓄能器专门由锁定爪保持在接收室中。因此，不需要附加的保持措施，使得特别简单的构造可行。
根据本发明的一个实施方式，在承载结构的使用位置中，接收室能够在底部敞开。为将蓄能器附接至承载结构，其从下方移动到接收室中。这能够例如用适当的提升设备进行。
此外，在承载结构上能够设置至少一个具体为用于蓄能器的上止挡件，其中各个锁定爪布置为使得当锁定爪在锁定位置中接合在保持凸起部后方时抵靠止挡件。在该实施方式中，在固定过程之后，蓄能器被夹在上止挡件和锁定爪的支撑段之间，以便确保蓄能器的牢靠固定尤其避免了不希望的游隙。
可弹性变形的阻尼元件能够设置在止挡件上，以降低不希望的噪声和振动。
本发明涉及一种用于机动车辆的蓄能器系统，该蓄能器系统具有至少一个电能蓄能器并且具有若干所述类型的固定装置，以便将蓄能器附接至机动车辆的承载结构。
附图说明
现在，下文作为示例参考附图来说明本发明。
图1示出了机动车辆的承载结构，电能蓄能器通过本发明的固定装置附接在承载结构上。
图2示出了图1中布置的局部放大图，其更详细地示出了固定装置的锁定爪。
图3示出了图2中布置的透视图。
图4示出了蓄能器的下视图，其清楚示出了蓄能器通过根据图2的若干固定装置固定到机动车辆的承载结构。
图5至图8示出了将蓄能器插入到由承载结构形成的接收腔中的各个阶段。
图9示出了根据本发明替代实施方式的固定装置的透视图。
图10示出了根据图9的固定装置的侧视图。
具体实施方式
根据图1，电能蓄能器13接附到机动车辆(未更详细示出)的承载结构11，电能蓄能器13例如能够是可充电电池。由此，承载结构11形成用于蓄能器13的在底部敞开的接收室，蓄能器13能够在插入方向E上被引入接收室中。蓄能器13具有大致立方体的壳体15，在壳体15上形成周边的保持凸起部17。蓄能器13位于承载结构11的上止挡表面21上，其中弹性阻尼元件23设置在止挡表面21上以降低噪声和振动。
蓄能器13通过锁定爪19的布置固定在底部，所述锁定爪19将其本身楔入在保持凸起部17中。根据图2，锁定爪19均能够安装在承载结构11中，并绕向插入方向E横向延伸的回转轴线S可回转，并且包括第一闩锁臂25和第二闩锁臂26。这些锁定爪是楔形的横截面，并且包括上支撑段27，上支撑段27具有相对于回转轴线S的凸曲率。支撑段27离回转轴线S的距离A在此大于保持凸起部17的深度T。
保持凸起部17是三角形横截面，并且相对于插入方向E具有前部斜面29和后部斜面31。后部斜面31形成为使得其相对于回转轴线S在锁定爪19的支撑段27的切向上延伸。具有斜面34的楔块33可平行于插入方向E移位地安装在承载结构11中，并且在移位时将斜面34压在锁定爪19的第一闩锁臂25上，使得锁定爪19从图1和图2中所示的锁定位置向图中左侧旋入释放位置中。
在根据图3的锁定爪19的透视图中，能够看到接触滚轮35，其设置在第一闩锁臂25的端部处，以降低第一闩锁臂25和楔块33的斜面34之间的摩擦阻力。
图4作为一个示例示出了如上文所述的八个固定装置的布置，这八个固定装置设置在接收腔的相对侧上，并且用来将蓄能器固定在接收室中而无需使用附加的保持器。
下面参考图5-8更详细地说明蓄能器13在承载结构11形成的接收室中的固定。首先，蓄能器13被大致预定位，并且通过例如是从动升降台的提升设备(未示出)沿着插入方向E移动。在蓄能器13未与接收室的插入口精确对准的情况下，保持凸起部17的前部斜面29到达接收室的限界，由此移动并对中蓄能器13，如图5中箭头所示。为保证蓄能器13更容易对中，其能够安装在提升设备的降低摩擦型支撑件上，或者浮动。
在蓄能器13沿着插入方向E进一步移动时，保持凸起部17描述了平行于插入方向E延伸的运动轨迹B，则当锁定爪19处于锁定位置时，使得前部斜面29与锁定爪19的第二闩锁臂26接触。然后，第二闩锁臂26转向左侧，如图6中所示，由此锁定爪19移动到图7所示的释放位置，在释放位置其位于保持凸起部17的运动轨迹B外侧。随后，蓄能器13沿着插入方向E进一步移动，直到其停在承载结构11的上止挡表面21上。所示实施方式中的运动轨迹B是直线的。然而在本发明的其它实施方式中，其也可具有曲线，尤其是圆形的。
保持凸起部17布置且尺寸设计成使得在蓄能器13停在上止挡表面21上的同时，保持凸起部17的前部斜面29已经足够远地越过锁定爪19，正因为如此，能够在弹簧预拉伸作用下转回到锁定位置，如图8所示。在该位置，蓄能器13楔入阻尼元件23和锁定爪19的支撑段27之间，从而保证将蓄能器13牢靠地固定至车辆。图8中仅概略指示的微动开关37检测锁定爪19到达锁定位置，且将该情况报告给车辆控制装置(未示出)。
图9和图10示出了根据本发明的固定装置的替代实施方式，其中为解锁锁定爪19'，设置了能够由提升设备41致动的附加致动杆39。根据图10，在蓄能器13升起时，提升设备41的突出部43压在致动杆39上，由此将锁定爪19'压到释放位置。然后，现在从车辆释放的蓄能器13接触提升设备41的支承表面，进而能够下降并被移去。新的蓄能器13的固定如上所述地进行，其中以颠倒次序执行所述步骤。
总之，根据本发明的固定装置允许快速且简单地更换具有电驱动马达的机动车辆中的电池，其中尤其避免了保持器的与磨耗相关的退化。
附图标号列表
11 承载结构
13 蓄能器
17 保持凸起部
19,19' 锁定爪
21 止挡表面
23 阻尼元件
25 第一闩锁臂
26 第二闩锁臂
27 支撑段
29 前部斜面
31 后部斜面
33 楔块
34 斜面
35 接触滚轮
37 微动开关
39 致动杆
41 提升设备
43 突出部
E  插入方向
B  运动轨迹
S  回转轴线
A  距离
T  深度

Claims (15)

1.一种固定装置，所述固定装置用于通过设置在蓄能器(13)上以及设置在机动车辆的承载结构(11)上的保持凸起部(17)和锁定爪(19,19')或反之设置的保持凸起部(17)和锁定爪(19,19')将电能蓄能器(13)可释放地固定至机动车辆的所述承载结构(11)，所述机动车辆具体是混合动力车辆或电动车辆，其中，为将所述蓄能器(13)固定至所述承载结构(11)，所述保持凸起部(17)向所述锁定爪(19)的相对移动设置成沿着在末端位置方向上的运动轨迹(B)，其中所述锁定爪(19,19')能够绕回转轴线(S)在释放位置和锁定位置之间回转，使得在所述释放位置中，所述锁定爪(19,19')位于所述保持凸起部(17)的运动轨迹外侧，并且在所述锁定位置中，所述锁定爪(19,19')突入所述保持凸起部(17)的运动轨迹中，并且当所述保持凸起部(17)处于所述末端位置时在那里接合到所述保持凸起部(17)的后方。
2.如权利要求1所述的固定装置，其中，所述锁定爪(19,19')的回转轴线(S)布置在所述保持凸起部(17)的运动轨迹(B)外侧，并且相对于所述保持凸起部(17)的末端位置设置在背后。
3.如权利要求1或2所述的固定装置，其中，所述锁定爪(19,19')包括支撑段(27)，当所述保持凸起部(17)处于所述末端位置并且所述锁定爪(19,19')处于所述锁定位置时，所述支撑段(27)位于所述保持凸起部(17)上，其中所述支撑段(27)离所述锁定爪(19,19')的回转轴线(S)的距离(A)大于所述保持凸起部(17)的深度(T)。
4.如前述权利要求中至少一项所述的固定装置，其中，所述锁定爪(19,19')包括支撑段(27)，当所述保持凸起部(17)处于所述末端位置并且所述锁定爪(19,19')处于所述锁定位置时，所述支撑段(27)位于所述保持凸起部(17)上，其中所述支撑段(27)取向成相对于所述锁定爪(19,19')的回转轴线(S)大致正切。
5.如前述权利要求中至少一项所述的固定装置，其中，所述保持凸起部(17)取向成相对于其运动轨迹(B)倾斜。
6.如前述权利要求中至少一项所述的固定装置，其中，所述锁定爪(19,19')在所述锁定位置中被预拉伸。
7.如前述权利要求中至少一项所述的固定装置，其中，向上延伸斜面(29)设置在所述保持凸起部(17)上，所述向上延伸斜面(29)用于暂时将所述锁定爪(19,19')压回到所述释放位置中。
8.如前述权利要求中至少一项所述的固定装置，其中，所述固定装置包括解锁装置(33,39)，所述锁定爪(19,19')能够通过所述解锁装置(33,39)转到所述释放位置中。
9.如权利要求8所述的固定装置，其中，所述解锁装置包括可回转杆(39)，当杆臂向上回转时，所述可回转杆(39)使所述锁定爪(19')转到所述释放位置中。
10.如权利要求8所述的固定装置，其中，所述解锁装置包括具有斜面(34)的可线性移位的楔块(33)，在解锁运动中，所述楔块(33)适于通过所述斜面(34)压在所述锁定爪的闩锁臂(25)上，由此使所述锁定爪转到所述释放位置中。
11.如权利要求10所述的固定装置，其中，所述楔块(33)的斜面(34)与可旋转地安装在所述闩锁臂(25)上的接触滚轮(35)配合。
12.如前述权利要求中至少一项所述的固定装置，其中，所述固定装置包括传感器(37)，以检测所述锁定爪(19,19')的回转位置。
13.一种固定系统，所述固定系统具有至少一个如权利要求1所述的固定装置，并且具有形成用于电能蓄能器(13)的接收室的承载结构(11)。
14.如权利要求13所述的固定系统，其中，所述固定系统包括多个固定装置，其中至少两个锁定爪(19,19')设置在所述承载结构(11)的相对的侧部上。
15.如权利要求13或14所述的固定系统，其中，至少一个具体为用于所述蓄能器(13)的上止挡件(21)设置在所述承载结构(11)上，其中各个锁定爪(19,19')布置成使得当所述锁定爪(19,19')在所述锁定位置中接合在所述保持凸起部(17)的后方时，所述蓄能器(13)抵靠所述止挡件(21)。
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