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Die Erfindung betrifft ein Antriebsmodul für ein Skateboard, ein Set mit einem derartigen Antriebsmodul sowie ein Skateboard, welches mit einem solchen Antriebsmodul ausgestattet ist.
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Aus dem Stand der Technik, beispielsweise
DE 10 2009 036 924 A1 und
WO 2006/029044 A2 , sind bereits Skateboards bekannt, die eine Achse mit wenigstens einem Rad aufweisen, wobei das Rad durch einen Elektromotor elektrisch antreibbar ist. Die Energieversorgung des Elektromotors erfolgt dabei über einen Akkumulator oder über Batterien, die der Fahrer des Skateboards beispielsweise in einem Rucksack mit sich trägt. Der separat mitzuführende Akkumulator führt zu Komforteinschränkungen für den Nutzer und birgt zudem ein Verletzungsrisiko, da eine Kabelverbindung zu dem Elektromotor erforderlich ist.
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Alternativ wird im Stand der Technik vorgeschlagen, den Energiespeicher in das Skateboard zu integrieren. Bei der vollintegrierten Variante gemäß
WO 2006/029044 A2 besteht der Nachteil darin, dass das Skateboard während des Ladevorgangs des Akkumulators nicht nutzbar ist. Somit ist auch die Reichweite des Skateboards eingeschränkt. Darüber hinaus sind die Anschaffungskosten eines solchen vollintegrierten Skateboards erhöht.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Konzept für einen elektrischen Antrieb eines Skateboards anzugeben, das für den Nutzer eine hohe Flexibilität bereitstellt und sich durch eine einfache Handhabbarkeit auszeichnet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Skateboard anzugeben, welches dieses Konzept verwirklicht.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Antriebsmodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ferner durch ein Set mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 sowie durch ein Skateboard gemäß Patentanspruch 16 gelöst.
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Die Erfindung schlägt ein Antriebsmodul für ein Skateboard vor. Das Antriebsmodul kann wenigstens eine Achse mit wenigstens einem Rad aufweisen, wobei das Rad mit einem Elektromotor antreibbar oder angetrieben ist. Ferner kann das Antriebsmodul einen Rahmen umfassen, der mit der Achse verbunden ist. Der Rahmen weist einen Aufnahmeraum für einen Energiespeicher, insbesondere einen Akkumulator, auf. Das Antriebsmodul kann mit dem Skateboard auswechselbar verbindbar sein.
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Die Erfindung beruht auf der Idee, die Komponenten für den elektrischen Antrieb des Skateboards als ein einheitlich handhabbares Modul bereitzustellen. Insbesondere kann des einheitlich handhabbare Antriebsmodul universell für eine Vielzahl von Skateboards, insbesondere von Brettern (Decks) von Skateboards, einsetzbar sein. Das eröffnet die Möglichkeit für den Nutzer, seine bereits vorhandenen Skateboards mit einem elektrischen Antrieb nach- bzw. umzurüsten. Zudem kann das Antriebsmodul auch auf Produktionsseite bereits mit unterschiedlichen Skateboards bzw. Decks von Skateboards kombiniert werden.
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Im Wesentlichen ermöglicht das Antriebsmodul eine Standardisierung, so dass eine Vielzahl unterschiedlicher Skateboards, insbesondere auch Longboards oder Slalomboards, mit dem einheitlichen Antriebsmodul ausgestattet werden können. Dies trifft auch auf herkömmliche bzw. marktübliche, nicht-angetriebene Skateboards zu, die mit der Erfindung einfach nachgerüstet werden können.
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Durch die Auswechselbarkeit des Antriebsmoduls wird außerdem die Möglichkeit geschaffen, den elektrischen Antrieb an unterschiedlichen, bereits vorhandenen bzw. herkömmlichen Skateboards einzusetzen. Der Nutzer kann also jederzeit wählen, welches seiner vorhandenen Skateboards er mit dem Antriebsmodul ausstatten möchte.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Energiespeicher des Antriebsmoduls wechselbar ist. Damit werden die Reichweiteneinschränkungen, welchen elektrisch angetriebene Skateboards aus dem Stand der Technik unterliegen, weitgehend eliminiert. Denn der wechselbare Energiespeicher ermöglicht es, einen entleerten Energiespeicher mit wenigen Handgriffen durch einen geladenen Energiespeicher zu ersetzen, so dass das Antriebsmodul weiter betriebsbereit bleibt. Der entnommene, entleerte Energiespeicher kann dann unabhängig von dem Antriebsmodul geladen werden. Außerdem bietet die Auswechselbarkeit des Energiespeichers die Möglichkeit, dem Nutzer unterschiedliche Energiespeicher, beispielsweise mit verschiedenen Energiespeicherkapazitäten, anzubieten.
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Der Rahmen des Antriebsmoduls bildet vorzugsweise eine tragende Struktur, die alle Komponenten des Antriebsmoduls trägt. Im Wesentlichen ist vorteilhaft vorgesehen, dass alle für einen elektrischen Antrieb erforderlichen Komponenten in dem Antriebsmodul vereint sind. Das Antriebsmodul bildet somit eine kompakte Einheit, die lediglich mit einem Skateboard, insbesondere einem Deck eines Skateboards verbunden wird, um das Skateboard mit einem elektrischen Antrieb auszustatten. Die Bedienung des Antriebsmoduls kann dabei über eine Fernbedienung, insbesondere eine drahtlose Fernbedienung erfolgen. Die Fernsteuerung des Antriebsmoduls kann auch durch ein Mobiltelefon, insbesondere ein Smartphone, realisiert werden, das eine entsprechende Software enthält.
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Der Rahmen kann mehrere Funktionen aufweisen. Einerseits kann der Rahmen einen Schutz einzelner Komponenten des Antriebsmoduls vor Beschädigung gewährleisten. Ferner kann der Rahmen, der den Aufnahmeraum für den Energiespeicher begrenzt, eine Führung für den Energiespeicher bilden, so dass der Energiespeicher einfach in dem Antriebsmodul anordenbar ist. Schließlich kann der Rahmen eine Wärmesenke bilden, insbesondere wenn der Rahmen aus einem Metall, beispielsweise Aluminium gefertigt ist. Damit wird die Wärmeabfuhr von innerhalb des Rahmens angeordneten Komponenten, beispielsweise einer Leistungselektronik oder dem Energiespeicher, ermöglicht. Zusätzlich kommt dem Rahmen eine Funktion als Designelement zu.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsmoduls umfasst der Rahmen eine Basisplatte für die Achse und ist mit einem Deck des Skateboards lösbar verbindbar. Der Rahmen vereint damit im Wesentlichen alle tragenden Bauteile des Antriebsmoduls, wodurch eine besonders kompakte Einheit bereitgestellt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Rahmen, insbesondere die Basisplatte, ein standardisiertes Lochmuster zur Verbindung mit dem Deck aufweist.
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Im Regelfall weisen Skateboards an ihrem Deck ein standardisiertes Lochmuster auf, das üblicherweise aus sechs Löchern besteht. Die Abstände und die Anordnung der Löcher sind bei allen Deckherstellern im Wesentlichen identisch, da man sich hier auf einen Standard geeinigt hat. Indem der Rahmen, insbesondere die Basisplatte, bei dem erfindungsgemäßen Antriebsmodul vorzugsweise ebenfalls dieses Lochmuster aufweist, kann das Antriebsmodul an beliebige Decks für Skateboards, unabhängig von einem bestimmten Hersteller, angebracht werden. Das erhöht die Nutzungsmöglichkeiten für das Antriebsmodul und erleichtert die Montage des Antriebsmoduls an einem Skateboard.
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Der Rahmen kann ferner eine Stützplatte aufweisen, die unabhängig und/oder beabstandet von der Basisplatte mit einem Deck des Skateboards verbindbar ist. Die Stützplatte erhöht die Stabilität des Antriebsmoduls im montierten Zustand. Dabei kann die Stützplatte an die Kontur des Skateboardbretts angepasst sein oder eine Dämpfungsschicht tragen, die sich an die Kontur des Decks des Skateboards andrückt. Die Dämpfungsschicht kann beispielsweise aus Gummi oder Moosgummi bestehen.
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Zur Verbindung mit dem Deck eines Skateboards weist der Rahmen vorzugsweise ein Formschlusselement, insbesondere eine Schlüssellochöffnung, auf. Das Formschlusselement ist vorzugsweise in der Stützplatte ausgebildet. Durch die Verwendung des Formschlusselements wird eine besonders stabile und einfache Befestigung des Antriebsmoduls an einem Deck eines Skateboards ermöglicht. Dabei kann das Formschlusselement zur Vorfixierung des Antriebsmoduls dienen. Der Nutzer kann das Antriebsmodul so formschlüssig mit dem Deck verbinden und anschließend mit einer Schraubverbindung durch das Lochmuster der Basisplatte fixieren. Dies erleichtert die Montage und gewährleistet gleichzeitig eine gute und sichere Befestigung des Antriebsmoduls am Skateboarddeck.
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In einer bevorzugten Variante des Antriebsmoduls ist vorgesehen, dass der Rahmen wenigstens einen Schutzbügel bildet, der die Stützplatte mit der Basisplatte verbindet. Die Stützplatte und die Basisplatte können im Wesentlichen ebenengleich angeordnet sein. Im montierten Zustand sind beide Platten, die Stützplatte und die Basisplatte, mit einem Deck des Skateboards verbunden. Der Schutzbügel verbindet die Stützplatte mit der Basisplatte, wobei der Schutzbügel beabstandet von dem Deck des Skateboards angeordnet sein kann. Das ermöglicht es, den Schutzbügel als Stoßschutz für weitere Komponenten des Antriebsmoduls einzusetzen. Zudem bildet der Rahmen durch den Schutzbügel im Wesentlichen einen Käfig, so dass alle Komponenten des Antriebsmoduls innerhalb des Rahmens sicher gehalten sind.
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Der Elektromotor des Antriebsmoduls kann mit einer Steuerung verbunden sein, die innerhalb des Rahmens angeordnet ist. Die Steuerung ist vorzugsweise mit dem Energiespeicher elektrisch verbindbar. Die Steuerung kann im Wesentlichen eine Leistungselektronik umfassen, die die Leistung des Elektromotors regelt. Die Leistungselektronik kann auf einer einheitlichen Platine angeordnet sein. Indem die Steuerung innerhalb des Rahmens angeordnet ist, ist die Steuerung durch den Rahmen geschützt.
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Die Steuerung kann in einem Steuerungsgehäuse angeordnet sein, wobei der Rahmen, insbesondere der Schutzbügel, das Steuerungsgehäuse zumindest teilweise umgreift. Im Wesentlichen kann der Rahmen einen Käfig bilden, der sich um das Steuerungsgehäuse erstreckt und so dass Steuerungsgehäuse vor Schlägen, Stößen oder Steinschlag schützt. Das Steuerungsgehäuse selbst kann aus Kunststoff oder einem Metall, insbesondere Aluminium gefertigt sein. Bei Verwendung eines Metalls dient das Steuerungsgehäuse einerseits als zusätzliche Stoßsicherung und andererseits zur Wärmeabfuhr. Das Steuerungsgehäuse ist vorzugsweise fest mit dem Rahmen verbunden.
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Das Steuerungsgehäuse weist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung einen Steckkontakt zur elektrischen Verbindung des Energiespeichers mit der Steuerung auf. Der Steckkontakt kann als Stecker oder Buchse ausgebildet sein. Jedenfalls ist der Steckkontakt vorzugsweise so ausgebildet, dass eine elektrische Verbindung zwischen der Steuerung und dem Energiespeicher einfach durch Einschieben des Energiespeichers in eine Führung ermöglicht wird, die vorzugsweise in dem Aufnahmeraum für den Energiespeicher ausgebildet ist. Die elektrische Verbindung zwischen dem Energiespeicher und der Steuerung kann so mit einem einzigen Handgriff hergestellt werden. Der Steckkontakt kann mehrpolig ausgeführt sein und sowohl Leistungskontakte, als auch Datenkontakte umfassen. Die Schnittstelle zwischen der Steuerung und dem Energiespeicher ermöglicht vorzugsweise die Übertragung von Daten sowie eine elektrische Verbindung zur Stromversorgung. Die Steuerung umfasst beispielsweise die Leistungselektronik, eine Batteriemanagementelektronik sowie eine drahtlose Kommunikationseinheit. Die drahtlose Kommunikationseinheit ermöglicht die drahtlose Kommunikation mit einer Fernbedienung, beispielsweise über Bluetooth, insbesondere Bluetooth LE, Zigbee oder WLAN.
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In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rahmen und/oder das Steuerungsgehäuse einen Rastmechanismus zur Fixierung des wechselbaren Energiespeichers aufweist. Der Rastmechanismus ermöglicht eine einfache und schnelle Austauschbarkeit des Energiespeichers. Insbesondere kann der Energiespeicher mit einem einzigen Handgriff entnommen oder eingeschoben werden. Dabei wird der Energiespeicher mit dem Antriebsmodul ausreichend fest verbunden und gleichzeitig eine elektrische Verbindung mit der Steuerung hergestellt. Der Wechsel des Energiespeichers ist so werkzeuglos möglich.
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Vorzugsweise ist das Antriebsmodul so ausgestaltet, dass es in einem montierten Zustand an einem Deck eines Skateboards verbleiben kann, während der Energiespeicher gewechselt wird. Das Wechseln des Energiespeichers erfordert also keine Demontage des gesamten Antriebsmoduls sondern kann im montierten Zustand des Antriebsmoduls erfolgen. Dies erleichtert weiter die Handhabung des gesamten Antriebsmoduls.
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Zur Gewichtsersparnis kann vorgesehen sein, dass der Energiespeicher ein Gehäuse aufweist, das aus Kunststoff hergestellt ist. Rastelemente am Energiespeicher, die mit dem Rastmechanismus am Rahmen und/oder am Steuerungsgehäuse zusammenwirken, können in das Kunststoffgehäuse integriert sein.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Achse einen Achsträger aufweist, wobei in dem Achsträger ein Kabelkanal ausgebildet ist. Der Achsträger ist vorzugsweise gelenkig mit der Basisplatte verbunden. Der Achsträger wird im Fachjargon auch Hanger genannt. Der Hanger ist mit der Basisplatte des Rahmens vorzugsweise gelenkig verbunden, so dass der Nutzer im Fahrbetrieb durch Gewichtsverlagerung eine Fahrtrichtungsänderung herbeiführen kann. Um die Stromversorgung für den Elektromotor bereitzustellen, ist eine Kabelverbindung zwischen der Steuerung und dem Elektromotor zweckmäßig. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Elektromotor als Radnabenmotor ausgebildet ist. Der Elektromotor sitzt folglich unmittelbar auf der Achse bzw. einem Achsbolzen der Achse. Dabei kann der Elektromotor eine wechselbare Lauffläche aufweisen, so dass der Elektromotor selbst im Wesentlichen das Rad des Antriebsmoduls bildet. Zum Schutz der Kabelverbindung zwischen dem Elektromotor und der Steuerung dient der Kabelkanal, der im Hanger bzw. im Achsträger ausgebildet ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Set mit einem zuvor beschriebenen Antriebsmodul und einem Haltebolzen. Der Haltebolzen kann einerseits fest mit einem Deck eines Skateboards verbindbar sein. Andererseits kann der Haltebolzen formschlüssig entriegelbar mit dem Rahmen des Antriebsmoduls verbindbar sein. Das Set beinhaltet somit alle Komponenten, um das Antriebsmodul an einem beliebigen Skateboarddeck einzusetzen. So kann der Nutzer ein bestehendes Skateboard einfach mit einem elektrischen Antriebsmodul nachrüsten. Die Verbindung mit dem Deck des bereits vorhandenen Skateboards erfolgt einerseits über das standardisierte Sechslochmuster, mit dem der Rahmen, insbesondere die Basisplatte, des Antriebsmoduls am Deck fixiert wird. Um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten, beinhaltet das Set ferner den Haltebolzen, der einerseits am Deck fest angebracht wird und andererseits formschlüssig in den Rahmen eingreift, um einen weiteren Fixierpunkt für das Antriebsmodul zu bilden. Dabei kann der Haltebolzen mit dem Deck des Skateboards schraubverbindbar oder klebeverbindbar sein.
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Das Set kann ferner einen wechselbaren Energiespeicher, insbesondere einen Akkumulator, aufweisen. Der Energiespeicher ist vorzugsweise so angepasst, dass er in den Aufnahmeraum des Rahmens des Antriebsmoduls angeordnet oder anordenbar ist.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Skateboard mit einem Deck und einem zuvor beschriebenen Antriebsmodul. Das Antriebsmodul ist vorzugsweise mit dem Deck verbunden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
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1: eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Antriebsmoduls nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;
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2: eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Steuerungsgehäuses des Antriebsmoduls gemäß 1;
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3: eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Energiespeichers des Antriebsmoduls gemäß 1;
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4: eine perspektivische Ansicht der Achse des Antriebsmoduls gemäß 1 mit abgedecktem Kabelkanal;
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5: eine perspektivische Darstellung der Achse gemäß 4 mit geöffnetem Kabelkanal;
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6: eine Explosionsdarstellung mit einem Rahmen des Antriebsmoduls gemäß 1 und einem Deck eines Skateboards; und
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7: eine Detailansicht des Rahmens gemäß 6 und eines Haltebolzens zur Verbindung mit dem Rahmen.
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1 zeigt die wesentlichen Komponenten des erfindungsgemäßen Antriebsmoduls in einer bevorzugten Ausgestaltung. Das Antriebsmodul 1 für ein Skateboard umfasst einen Rahmen 10, der einen Aufnahmeraum 11 begrenzt. In den Aufnahmeraum 11 ist ein Energiespeicher 30 einschiebbar. Der Energiespeicher 30 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Akkumulator bzw. Akkupack ausgeführt. Alternativ kann der Energiespeicher 30 auch als Batterie ausgebildet sein. Der Rahmen 10 ist mit einer Achse 20 verbunden, die zwei Räder 27 trägt. Die Verbindung zwischen der Achse 20 und dem Rahmen 10 erfolgt vorzugsweise gelenkig.
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Ferner zeigt 1 eine Steuerung 40, insbesondere ein Steuerungsgehäuse 41. Das Steuerungsgehäuse 41 ist aus einem Gehäusekörper 44 aufgebaut, der durch eine Rückplatte 43 verschließbar ist. Innerhalb des Steuerungsgehäuses 41 ist vorzugsweise eine Leistungselektronik 42 angeordnet. Die Rückplatte 43 weist eine Buchse 45 auf, die einen elektrischen Kontakt zwischen der Steuerung 40 und dem Energiespeicher 30 ermöglicht.
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Der Rahmen 10 weist eine Basisplatte 12 und eine Stützplatte 13 auf. Die Basisplatte 12 und die Stützplatte 13 sind durch zwei Schutzbügel 15 verbunden. Konkret erstrecken sich von der Stützplatte 13 aus seitliche Seitenprofile 16, die in die Schutzbügel 15 übergehen. Die Seitenprofile 16 bilden eine Führung 14 für den Energiespeicher 30, so dass dieser in den Rahmen 10 eingeschoben werden kann. Zwischen der Basisplatte 12 und den Schutzbügeln 15 erstreckt sich ein Rahmenhals 17, der als doppelt geköpftes Verbindungsprofil ausgebildet ist. Die Schutzbügel 15 gehen im Wesentlichen in den gemeinsamen Rahmenhals 17 über.
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Wie insbesondere in 6 gut erkennbar ist, sind die Basisplatte 12 und die Stützplatte 13 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Der Rahmenhals 17 erstreckt sich ausgehend von dieser Ebene und verbindet die Basisplatte 12 mit den Schutzbügeln 15, die beabstandet zu der gemeinsamen Ebene der Basisplatte 12 und der Stützplatte 13 angeordnet sind. Die Schutzbügel 15 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu dieser gemeinsamen Ebene. Der Rahmenhals 17 bildet mit den Schutzbügeln 15 in der Draufsicht im Wesentlichen ein Y-Profil.
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Im zusammengesetzten Zustand ist die Steuerung 40, insbesondere das Steuerungsgehäuse 41, innerhalb des Rahmens 10 angeordnet. Das Steuerungsgehäuse 41 ist mit dem Rahmen 10 fest verbunden. Dabei erstreckt sich das Steuerungsgehäuse 41 unterhalb der Schutzbügel 15. Mit anderen Worten wird das Steuerungsgehäuse 41 durch die Schutzbügel 15 umgriffen. Die Schutzbügel 15 bilden somit einen Stoßschutz für das Steuerungsgehäuse 41 bzw. die Steuerung 40. Gleichzeitig können sich die Seitenprofile 16 zumindest abschnittsweise über das Steuerungsgehäuse 41 erstrecken, so dass auch ein seitlicher Stoßschutz für das Steuerungsgehäuse 41 gewährleistet ist.
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Die Seitenprofile 16 sind durch die Stützplatte 13 miteinander verbunden. In der Stützplatte 13 ist ein Formschlusselement 18, vorzugsweise in Form einer Schlüssellochöffnung, ausgebildet. Das Formschlusselement 18 dient zur Fixierung des Antriebsmoduls 1 an einem Deck 50 eines Skateboards.
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Der in 1 dargestellte Energiespeicher 30 ist im Wesentlichen als Akkumulator bzw. Batterie ausgebildet. Der Energiespeicher 30 weist dazu ein Batteriegehäuse 31 auf, das aus zwei Seitenteilen 32 und einer Frontplatte 33 zusammengesetzt ist. Die Seitenteile 32 und die Frontplatte 33 sind vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Die Außenkontur des Batteriegehäuses 31 korrespondiert im Wesentlichen zum Innenprofil des Aufnahmeraums 11 im Rahmen 10, so dass das Batteriegehäuse 31, insbesondere entlang der Führung 14, in den Aufnahmeraum 11 einschiebbar und dort formschlüssig fixierbar ist.
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2 zeigt im Detail den Aufbau der Steuerung 40. Im Wesentlichen umfasst die Steuerung 40 das Steuerungsgehäuse 41 mit dem Gehäusekörper 44 und der Rückplatte 43. Innerhalb des Steuerungsgehäuses 41 ist eine Leistungselektronik 42 angeordnet. Ferner ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine Funkkommunikationseinheit 46 vorgesehen. Zur elektrischen Verbindung und zur Datenverbindung zwischen der Steuerung 40 und dem Energiespeicher 30 ist in der Rückplatte 43 eine Buchse 45 ausgebildet. Die Buchse 45 ist vorzugsweise so gestaltet, dass durch einfaches Einschieben des Energiespeichers 30 in den Aufnahmeraum 11 eine elektrische Verbindung zwischen der Steuerung 40 und dem Energiespeicher 30 hergestellt werden kann. Ferner umfasst das Steuerungsgehäuse 41, insbesondere der Gehäusekörper 44, einen Kabelauslass 47, der die Kabelverbindung zwischen der Steuerung 40 und einem Elektromotor des Antriebsmoduls 1 ermöglicht. Der Kabelauslass 47 ist vorzugsweise achsennah angeordnet.
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In 3 ist der Aufbau des Energiespeichers 30 im Detail gezeigt. Der Energiespeicher 30 umfasst das Batteriegehäuse 31 mit den Seitenteilen und der Frontplatte 33. Innerhalb des Batteriegehäuses 31 sind vorzugsweise mehrere Zellen, insbesondere Batteriezellen bzw. Akkuzellen, angeordnet. Dabei sind mehrere Zellen 36 zu Zellenblöcken 37 verschaltet. Die Zellenblöcke 37 sind elektrisch mit einem Stecker 35 verbunden, der an der Rückplatte 43 angeordnet ist. Der Stecker 35 ist vorzugsweise so ausgerichtet, dass er beim Einschieben des Energiespeichers 30 in den Aufnahmeraum 11 in die Buchse 45 der Steuerung 40 eingreift und so eine elektrische Verbindung herstellt. Im Batteriegehäuse 31 ist ferner eine Batteriemanagementelektronik 34 angeordnet. Die Batteriemanagementelektronik 34 steuert den Lade- und Entladevorgang des Energiespeichers 30. Außerdem stellt die Batteriemanagementelektronik 34 eine Signalverbindung zur Leistungselektronik 42 der Steuerung 40 bereit, so dass Zustandsdaten des Energiespeichers 30 über die Leistungselektronik 42 abrufbar sind. Außerdem kann die Datenverbindung zwischen der Batteriemanagementelektronik 34 und der Steuerung 40 durch die Funkkommunikationseinheit 46 an ein mit dem Antriebsmodul 1 funkverbindbares Anzeigegerät, beispielsweise eine Fernsteuerung und/oder ein Smartphone, übermittelt werden.
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Die 4 und 5 zeigen eine Achse 20 des Antriebsmoduls 1. Die Achse 20 umfasst einen Achsträger 21, der in Fachjargon auch Hanger genannt wird. An dem Achsträger 21 sind Achsbolzen 22 angeformt. Die Geometrie der Achse 20 entspricht im Wesentlichen der Geometrie bekannter Skateboardachsen. Der Achsträger 21 weist einen Kabelkanal 23, der sich im Wesentlichen vom Achsbolzen 22 ausgehend bis nahe an eine Gelenkverbindung zwischen dem Achsträger und der Basisplatte 12 erstreckt. Die Gelenkverbindung an sich ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in den 4 und 5 nicht dargestellt.
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In dem Kabelkanal 23 ist ein Kabel 28 angeordnet, das sich von einem Elektromotor entlang des Kabelkanals 23 bis zum Rahmenhals 17 erstreckt. Im Rahmenhals 17 ist dazu eine Kabeldurchführung 19 ausgebildet, so dass das Kabel 28 weitgehend geschützt bis an die Steuerung 40 geführt ist. Wegen des Kabelkanals 23 ist die Strecke, die das Kabel 28 ungeschützt zurücklegt, auf ein Minimum reduziert. Dazu dient auch eine Kanalabdeckung 24, die mit dem Achsträger 21 rastverbindbar ist. Der Achsträger 21 weist Ausnehmungen 26 auf, in welchen Rastelemente 25 angeordnet sind. Entsprechende Rastelemente 25 sind auch in der Kabelabdeckung 24 angeordnet, so dass die Kabelabdeckung 24 in die Ausnehmung 26 einsetzbar ist. Die Tiefe der Ausnehmung 26 ist dabei vorzugsweise an die Wandstärke der Kabelabdeckung 24 angepasst.
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Wie in den 4 und 5 angedeutet ist, weist der Achsträger 21 vorzugsweise beidseitig jeweils einen Kabelkanal 23 auf, der jeweils zu einem der Achsbolzen 22 der Achse 20 führt. Entsprechend sind zwei Ausnehmungen 26 sowie zwei Kanalabdeckungen 24 vorgesehen. Das Antriebsmodul 1 ist vorzugsweise mit zwei Elektromotoren ausgestattet, die als Radnabenmotoren ausgebildet sind. Mithin tragen die Achsbolzen 22 unmittelbar jeweils einen Elektromotor, wobei der Elektromotor eine äußere Lauffläche aufweist. Der Elektromotor dient dabei im Wesentlichen als Rad 27 des Antriebsmoduls 1. Die Elektromotoren sind vorzugsweise getrennt ansteuerbar, wodurch eine hohe Flexibilität bei unterschiedlichen Fahrsituationen erreicht wird.
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In den 6 und 7 ist die Anbindung des Antriebsmoduls an ein Deck 50 eines Skateboards beispielhaft dargestellt. Im Wesentlichen dient der Rahmen 10 des Antriebsmoduls 1 als Verbindungsglied zwischen dem Antriebsmodul 1 und dem Deck 50. Dazu wird einerseits auf das standardisierte Lochmuster im Deck 50 zurückgegriffen, das üblicherweise sechs Löcher umfasst. Die Basisplatte 32 umfasst eine entsprechende Anzahl von Bohrungen, insbesondere mindestens vier Bohrungen, so dass der Rahmen 10 an der Basisplatte 12 durch Schrauben 54 mit dem Deck 50 verbindbar ist. Zur Stabilisierung der Verbindung ist vorzugsweise am Rahmen 10 ferner das Formschlusselement 18 ausgebildet, wobei das Formschlusselement 18 beabstandet von der Basisplatte 12 angeordnet ist. Das Formschlusselement 18 ist vorzugsweise durch eine Schlüssellochöffnung gebildet, die in der Stützplatte 13 ausgebildet ist.
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An der Stelle des Formschlusselements 18 ist bei herkömmlichen Decks 50 für Skateboards meist kein entsprechendes Gegenelement vorgesehen. Insofern ist es vorteilhaft, das Anschlussmodul 1 in einem Set mit einem Haltebolzen 51 anzubieten, wobei der Haltebolzen mit dem Deck 50 verbindbar ist. Dabei kann der Haltebolzen durch eine Verschraubung mit dem Deck 50 verbindbar sein oder, wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel, durch eine Klebeverbindung.
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Der Haltebolzen 51 weist für eine ausreichende Klebeverbindung vorzugsweise eine Klebeplatte 52 auf, die eine vergrößerte Klebefläche bereitstellt. Die Größe der Klebeplatte 52 ist so dimensioniert, dass eine ausreichend feste Verbindung zwischen dem Haltebolzen 51 und dem Deck 50 gewährleistet ist. Zur Verbindung des Haltebolzens 51 mit dem Rahmen 10 dient das Formschlusselement 18 in Form der Schlüssellochöffnung, die in 7 gut erkennbar ist. Um eine formschlüssige Verbindung nicht nur in horizontaler, sondern auch in vertikaler Richtung zu gewährleisten, weist der Haltebolzen 51 einen Bolzenkopf 53 auf, der im montierten Zustand das Formschlusselement 18 bzw. einen Langlochabschnitt der Schlüssellochöffnung hintergreift.
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Das Antriebsmodul 1 weist vorzugsweise gemeinsam mit einem Energiespeicher 30 eine Masse von weniger als 4 kg, insbesondere weniger als 3 kg, auf. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das gesamte Antriebsmodul 1 einschließlich des Energiespeichers 30 im Wesentlichen flüssigkeitsdicht ausgebildet ist. Dazu kann insbesondere vorgesehen sein, dass zwischen dem Energiespeicher 30 und der Steuerung 40 eine Dichtung angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Dichtung fest an der Rückplatte 43 des Steuerungsgehäuses 41 ausgebildet.
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Das gesamte Antriebsmodul 1, insbesondere einschließlich des Energiespeichers 30, ist vorzugsweise so ausgelegt, dass damit Geschwindigkeiten erreicht werden, die größer als 20 km/h betragen. Hinsichtlich der mit dem als Radnabenmotor ausgebildeten Elektromotor ausgeführten Räder 27 ist bevorzugt vorgesehen, dass diese einen Außendurchmesser von höchstens 80 mm aufweisen. Die Räder 27 sind durch den Elektromotor als in Form eines elektrischen Direktantriebs antreibbar. Der Elektromotor und die Steuerung 40, insbesondere die Leistungselektronik 42 können so ausgelegt sein, dass der Elektromotor als Rekuperationsbremse wirksam ist.
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Hinsichtlich des Energiespeichers 30 ist bevorzugt vorgesehen, dass dieser durch einen Akkumulator bzw. Akku gebildet ist, der ein integriertes Batteriemanagementsystem aufweist. Der Akkumulator weist vorzugsweise einen Energieinhalt von etwa 100 Wh auf. Das Antriebsmodul 1 kann mit einer Gleichstromspannung von 24 Volt nominal betrieben werden. Dabei kann der Akkumulator zwei Zellenblöcke 37 mit insgesamt 14 Zellen umfassen. Die Zellen 36 sind vorzugsweise als Lithium-Ionen-Zellen ausgeführt.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Energiespeicher 30, insbesondere das Batteriegehäuse 31 eine Anzeige umfasst, die über den Ladezustand der Zellen 36 informiert. Die Anzeige kann beispielsweise durch eine Reihe von LEDs gebildet sein. Die Ladezustandsabfrage kann durch Knopfdruck auslösbar sein, wobei an dem Batteriegehäuse 31 ein entsprechender Betätigungsknopf vorgesehen ist. Dabei ist die Batteriemanagementelektronik 34 vorzugsweise so mit der Anzeige gekoppelt, dass eine Ladezustandsanzeige auch dann möglich ist, wenn der Energiespeicher 30 von der Steuerung 40 entkoppelt ist. Ferner ist der Energiespeicher 30, insbesondere die Batteriemanagementelektronik 34, vorzugsweise so ausgelegt, dass die Zellen 36 sowohl im Einbauzustand innerhalb des Antriebsmoduls 1 als auch unabhängig von Antriebsmodul 1 geladen werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebsmodul
- 10
- Rahmen
- 11
- Aufnahmeraum
- 12
- Basisplatte
- 13
- Stützplatte
- 14
- Führung
- 15
- Schutzbügel
- 16
- Seitenprofil
- 17
- Rahmenhals
- 18
- Formschlusselement
- 19
- Kabeldurchführung
- 20
- Achse
- 21
- Achsträger
- 22
- Achsbolzen
- 23
- Kabelkanal
- 24
- Kanalabdeckung
- 25
- Rastelement
- 26
- Ausnehmung
- 27
- Rad
- 28
- Kabel
- 30
- Energiespeicher
- 31
- Batteriegehäuse
- 32
- Seitenteil
- 33
- Frontplatte
- 34
- Batteriemanagementelektronik
- 35
- Stecker
- 36
- Zelle
- 37
- Zellenblock
- 40
- Steuerung
- 41
- Steuerungsgehäuse
- 42
- Leistungselektronik
- 43
- Rückplatte
- 44
- Gehäusekörper
- 45
- Buchse
- 46
- Funkkommunikationseinheit
- 47
- Kabelauslass
- 50
- Deck
- 51
- Haltebolzen
- 52
- Klebeplatte
- 53
- Bolzenkopf
- 54
- Schraube
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009036924 A1 [0002]
- WO 2006/029044 A2 [0002, 0003]
