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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Bei diesen Fahrzeugen handelt es sich um solche, welche mit einem Elektroantrieb versehen sind. Insbesondere handelt es sich dabei um motorunterstützte Fahrzeuge, die zusätzlich muskelkraftbetrieben werden, wie Pedelecs, E-Bikes, Elektroroller, LEV(Light Electric Vehicle)s oder dergleichen.
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Ein derartiges Fahrzeug besitzt einen Rahmen. Am Rahmen ist wenigstens ein Rad angeordnet, im Allgemeinen befinden sich zwei oder mehr Räder am Rahmen. Für den Antrieb wenigstens eines Rades besitzt das Fahrzeug einen Elektromotor. Der Elektromotor wird von einem mittels einer Haltevorrichtung am Rahmen angeordneten Akkumulator, nachfolgend kurz Akku genannt, mit elektrischer Energie zu dessen Betrieb versorgt. Zwecks Austausch ist der Akku lösbar am Rahmen befestigt. Es hat sich herausgestellt, dass die Entnahme des Akkus für den Benutzer beschwerlich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung des Akkus am Rahmen derart weiterzuentwickeln, dass die Entnahme des Akkus für den Benutzer erleichtert ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Fahrzeug durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Beim erfindungsgemäßen Fahrzeug ist die Haltevorrichtung derart ausgebildet, dass der Akku nach dessen Lösen in eine Zwischenposition bewegbar ist, wobei der Akku in der Zwischenposition von der Haltevorrichtung gehalten ist. Des Weiteren ist der Akku aus der Zwischenposition manuell vom Rahmen und/oder aus der Haltevorrichtung entnehmbar. Ist der Akku in die Zwischenposition gelangt, so ist der Akku somit in einfacher Art und Weise vom Benutzer zu entnehmen, so dass in vorteilhafter Weise die Handhabbarkeit sowie die Ergonomie für den Benutzer gesteigert ist. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In weiterer Ausgestaltung kann eine Aufnahme am Rahmen für den Akku vorgesehen sein, so dass der Akku geschützt am Fahrzeug angeordnet ist. Zweckmäßigerweise kann die Aufnahme in einem Rahmenrohr des Rahmens angeordnet sein. Die Haltevorrichtung kann wiederum in kompakter Art in der Aufnahme befindlich sein. Der Akku kann in der Zwischenposition aus der Aufnahme herausragen. Dadurch kann der Akku für den Benutzer in ergonomischer Art in der Zwischenposition manuell aus der Aufnahme entnehmbar sein.
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Zwecks funktionssicherer und/oder diebstahlssicherer Anbringung des Akkus kann dieser am Rahmen mittels einer Verriegelung befestigbar sein, wobei die Verriegelung einen Schließmechanismus aufweisen kann. Der Akku kann mittels Betätigung des Schließmechanismus durch Entriegeln der Verriegelung vom Rahmen lösbar sein. Die Betätigung des Schließmechanismus kann wiederum mittels eines zugehörigen Schlüssels erfolgen. Somit ist sichergestellt, dass lediglich der Besitzer des Schlüssels in der Lage ist, den Akku vom Fahrzeug zu entnehmen.
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Der Akku kann zur Entnahme aus der Zwischenposition durch Verschieben entgegen der Halterichtung in der Haltevorrichtung entnehmbar sein. Und zwar kann die Entnahme ohne weitere Betätigung der Verriegelung ermöglicht sein. Dadurch ist die Ergonomie für den Benutzer weiter gesteigert.
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Zum Schutz vor Beeinträchtigungen kann der Akku ein Gehäuse aufweisen. In kompakter Ausgestaltung kann am Gehäuse eine elektrische Steckverbindung angeordnet sein. Die elektrische Steckverbindung bewirkt bei am Rahmen befestigten Akku eine elektrische Kontaktierung mit einer Steckaufnahme am Rahmen. Falls der Akku in einer Aufnahme am Rahmen angeordnet ist, bietet es sich weiterhin an, dass die Steckaufnahme in der Aufnahme befindlich ist. Zwecks Verbesserung der Sicherheit für den Benutzer kann bei Bewegung in die Zwischenposition und/oder bei Erreichen der Zwischenposition die elektrische Steckverbindung zumindest teilweise aus der Steckaufnahme dekontaktiert sein.
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Es kann sich anbieten, dass am Fahrzeug eine Steuerung vorgesehen ist, die beispielsweise für den Betrieb des Akkus und/oder des Elektromotors dient. Zweckmäßigerweise kann die Steuerung derart ausgestaltet sein, dass die Steuerung die zumindest teilweise Dekontaktierung der elektrischen Steckverbindung in der Zwischenposition und/oder bei nicht korrekt am Rahmen befestigten Akku detektiert. Aus Sicherheitsgründen kann die Steuerung bei Detektierung der zumindest teilweisen Dekontaktierung und/oder des nicht korrekt befestigten Akkus die Energieversorgung für den Elektromotor abschalten.
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Zwecks kompakter Anordnung kann die Haltevorrichtung eine Lageraufnahme aufweisen. Am Akku, und zwar insbesondere an dem einen Ende des Gehäuses, kann ein Ansatz angeordnet sein. Der Ansatz kann wiederum in die Lageraufnahme einsetzbar sein. Dadurch kann der Akku nach dessen Lösen mittels einer Schwenkbewegung um den Ansatz in die Zwischenposition bewegbar sein. In funktionssicherer Art kann der Akku nach dessen Lösen mittels Schwerkraft und/oder mittels einer elastischen Kraft verschwenkt werden. Bei der elastischen Kraft kann es sich um eine Federkraft handeln.
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In einer einfachen sowie kompakten Ausgestaltung kann die Haltevorrichtung eine Lasche mit einem Rasthaken aufweisen. Der Akku kann wiederum einen mit dem Rasthaken der Lasche in der Zwischenposition zusammenwirkbaren Haken aufweisen. Der Haken kann insbesondere an dem anderen Ende des Gehäuses des Akkus angeordnet sein.
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Der einfachen Montage halber kann die Haltevorrichtung mit dem Rahmen verschraubt sein. Insbesondere kann es sich dabei anbieten, die Haltevorrichtung in der Aufnahme zu verschrauben. Des Weiteren kann die Haltevorrichtung derart ausgebildet sein, dass Toleranzen des Akkus aufnehmbar sind. Schließlich kann die Haltevorrichtung zur Positionierung des Akkus am Rahmen, und zwar insbesondere in der Aufnahme, justierbar ausgebildet sein. Dadurch sind eine kostengünstige Herstellung des Akkus sowie der weiteren Komponenten und eine einfache Anpassung an verschiedene Fahrzeuge ermöglicht.
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Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist nachfolgendes festzustellen.
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Ein in einem Rahmenrohr integrierter Akkupack eines Pedelecs soll gegen ungewolltes Herausfallen und/oder gegen Entwenden durch beispielsweise ein Schloss oder Ähnliches gesichert werden. Wenn der Akku aus dem Rahmenrohr entnommen werden soll, soll dieser nicht komplett herausfallen sondern in eine Zwischenstufe fallen, aus der der Akkupack dann entnommen werden kann.
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Beim Entriegeln des Akkupacks fällt dieser in einen Haltemechanismus und ist nicht mehr verriegelt. Durch Verschieben des Akkupacks entgegen den Haltemechanismus, kann dieser nun aus der Zwischenstufe entnommen werden. Die Erfindung schafft somit eine Entnahmehilfe für den Benutzer, indem der Akku nach Entriegelung in der Ausfallstufe gehalten wird.
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Beim Entriegeln und/oder beim Fallen in den Haltemechanismus beschreibt der Akkupack eine Rotationsbewegung. Durch eine günstige Anordnung der elektrischen Steckverbindung wird diese beim Entriegeln in der Ausfallstufe teilweise oder ganz dekontaktiert. Nun kann über die Steuerung erkannt werden, dass der Akkupack nicht korrekt eingelegt ist, wobei dann die elektrische Unterstützung nicht zugeschaltet wird.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der Akku einhändig vom Benutzer entnommen werden kann, ohne dass der Akku nach dem Entriegeln direkt vom Rahmen abfällt und/oder aus dem Rahmenrohr beziehungsweise der Aufnahme herausfällt und/oder mit der zweiten Hand gehalten werden muss. Somit wird die Handhabung des Akkus für den Benutzer erleichtert.
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Durch die Erkennung der zumindest teilweisen Dekontaktierung der elektrischen Steckverbindung wird verhindert, dass man bei lediglich teilweise entnommenen und/oder nicht korrekt eingelegten Akku mit elektrischer Unterstützung losfahren kann. In einem solchen Fall würde man einen Unfall riskieren, beispielsweise falls sich der Akku lösen sollte und man darüber fährt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- 1 ein Fahrzeug mit einem Akku in schematischer Ansicht,
- 2 den mittels einer Haltevorrichtung, die eine Verriegelung umfasst, befestigten Akku aus 1,
- 3 den in der Haltevorrichtung gemäß 2 befindlichen, gelösten Akku,
- 4 eine Detailansicht der Haltevorrichtung und des befestigten Akkus,
- 5 eine Detailansicht der Haltevorrichtung und des gelösten Akkus,
- 6 eine Detailansicht der Verriegelung in der Haltevorrichtung,
- 7 ein Fahrzeug wie in 1 gemäß einer weiteren Ausführung,
- 8 den in der Haltevorrichtung befindlichen Akku wie in 2 gemäß der weiteren Ausführung und
- 9 den in der Haltevorrichtung befindlichen Akku wie in 3 gemäß der weiteren Ausführung.
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In 1 ist ein Fahrzeug 1 mit einem Elektroantrieb zu sehen, bei dem es sich insbesondere um ein Fahrrad, ein Pedelec, ein E-Bike, einen Elektroroller o. dgl. handelt. Das Fahrzeug 1 besitzt einen Rahmen 2 und zwei am Rahmen 2 angeordnete Räder 3, 4. Und zwar besitzt das als Zweirad ausgestaltete Fahrzeug 1 ein Vorderrad 3 sowie ein Hinterrad 4. Am Fahrzeug 1 ist ein Tretkurbelantrieb 7 für den muskelkraftbetriebenen Antrieb des Hinterrades 4 durch den Benutzer vorgesehen. Des Weiteren weist das Fahrzeug 1 einen Elektromotor 5 zum Antrieb wenigstens eines Rades 4 auf. Vorliegend dient der Elektromotor 5 zum Antrieb des Hinterrades 4. Selbstverständlich kann auch das Vorderrad 3 angetrieben sein, wie in 1 mit dem Elektromotor 6 dargestellt ist. Falls gewünscht kann ein Elektromotor (M1) 5 für das Hinterrad 4 sowie ein weiterer Elektromotor (M2) 6 für das Vorderrad 3 vorgesehen sein, so dass es sich dann um ein Allrad-Fahrzeug mit einem Allrad-Antrieb handelt. Alternativ oder auch ergänzend kann ein mit dem Tretkurbelantrieb 7 zusammenwirkender Elektromotor in der Art eines Mittelmotors vorgesehen sein, was jedoch nicht weiter gezeigt ist. Das Fahrzeug 1 ist somit muskelkraftbetrieben sowie motorunterstützt betreibbar.
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Bei dem Antriebsmotor 5, 6 handelt es sich um einen von einem Akku 8 mit Energie versorgten Elektromotor in der Art eines Radnabenmotors. Der Akku 8 ist am Rahmen 2 angeordnet. Und zwar ist vorliegend der Akku 8 in einer Aufnahme 9 am Rahmen 2, genauer in einem Rahmenrohr des Rahmens 2, eingebaut. Zwecks einfachem Austausch ist der Akku 8 am Rahmen 2 und/oder in der Aufnahme 9 lösbar befestigt sowie vom Rahmen 2 und/oder aus der Aufnahme 9 entnehmbar. Zur Befestigung des Akkus 8 am Rahmen 2 und/oder in der Aufnahme 9 ist eine in 1 lediglich schematisch angedeutete Haltevorrichtung 10 am Rahmen 2 und/oder in der Aufnahme 9 vorgesehen.
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Die Haltevorrichtung 10 ist näher in 2 und 3 dargestellt. In 2 ist der in der Haltevorrichtung 10 befestigte Akku 8 zu sehen. Der Akku 8 weist ein Gehäuse 11 auf. Am einen Ende des Gehäuses 11 ist ein Ansatz 12 angeordnet, der in einer Lageraufnahme 14 der Halterung 10 eingesetzt ist. Am anderen Ende des Gehäuses 11 weist der Akku 8 ein Aufnahmeteil 17 auf, das wiederum mit der Haltevorrichtung 10 derart zusammenwirkt, dass der Akku 8 durch Einlegen in der Haltevorrichtung 10 einrastbar ist. Hierfür umfasst die Haltevorrichtung 10 eine einen Schließmechanismus aufweisende Verriegelung 18, mittels der der Akku 8 in der Aufnahme 9 am Rahmen 2 befestigbar ist.
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Die Entnahme des Akkus 8 aus der Aufnahme 9 ist lediglich durch Betätigung des Schließmechanismus zur Entriegelung der Verriegelung 18 ermöglicht, beispielsweise mittels eines zugehörigen Schlüssels 26 (siehe 6), wobei anschließend der Akku 8 aus der Haltevorrichtung 10 entnehmbar ist. Mit anderen Worten ist der Akku 8 zwar durch einfaches Einlegen in die Haltevorrichtung 10 einrastbar, jedoch lediglich durch Betätigung der Verriegelung 18 aus der Haltevorrichtung 10 entnehmbar. Hierfür weist der Akku 8 am anderen Ende des Gehäuses 11, und zwar genauer am Aufnahmeteil 17, einen Haken 13 auf. Der Haken 13 ist wiederum zur Zusammenwirkung mit einer einen Rasthaken 16 aufweisenden Lasche 15 der Haltevorrichtung 10 vorgesehen. Wird der Akku 8 nun mittels der Verriegelung 18 in der Haltevorrichtung 10 gelöst, so gelangt der Akku 8 nach dessen Lösen zunächst in eine Zwischenposition, die in 3 näher gezeigt ist. Und zwar fällt vorliegend der an der Unterseite des Rahmens 2 angeordnete Akku 8 aufgrund der Schwerkraft mittels einer Schwenkbewegung 27 in die Zwischenposition, wie anhand der 1 zu erkennen ist, indem der Ansatz 12 in der Lageraufnahme 14 entsprechend verschwenkt. Die Lasche 15 der Haltevorrichtung 10 ermöglicht eine Bewegung des Akkus 8 bis in die Zwischenposition, in der dann der Haken 13 am Gehäuse 11 in Anlage an den Rasthaken 16 der Lasche 15 gelangt. In der Zwischenposition ragt der Akku 8 zwar aus der Aufnahme 9 heraus, allerdings ist der Akku 8 somit nach wie vor von der Haltevorrichtung 10 gehalten. Jedoch ist nunmehr der Akku 8 aus der Zwischenposition manuell vom Rahmen 2 und/oder aus der Aufnahme 9 entnehmbar. Und zwar ist der Akku 8 zur Entnahme aus der Zwischenposition durch Verschieben entgegen der Halterichtung in der Haltevorrichtung 10, also durch einfaches Herausziehen entnehmbar. Dabei ist hervorzuheben, dass die Entnahme ohne weitere Betätigung der Verriegelung 18 ermöglicht ist.
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Der Akku 8 ist somit in einer ersten Position in der Haltevorrichtung 10 am Rahmen 2 und/oder in der Aufnahme 9 befestigt sowie in einer zweiten Position vom Rahmen 2 und/oder aus der Aufnahme 9 entnommen. In einer zwischen der ersten und der zweiten Position befindlichen Zwischenposition ist der Akku 10 vom Rahmen 2 und/oder aus der Aufnahme 9 gelöst, jedoch noch von der Haltevorrichtung 10 gehalten. Selbstverständlich kann der Akku 8 auch in einer an der Oberseite des Rahmens 2 befindlichen Aufnahme 9 angeordnet sein, wie in 7 gezeigt ist. Wie in 8 zu erkennen ist, ist die Haltevorrichtung 10 im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zu derjenigen gemäß 2 ausgebildet und in der nach oben offenen Aufnahme 9 angeordnet. Der Akku 8 ist dann nach dessen Lösen mittels einer nach oben gerichteten Schwenkbewegung 28 in die Zwischenposition bewegbar. Zur Verschwenkung dient eine elastische Kraft, die als Federkraft von einer in 9 gezeigten Druckfeder 29 ausgeübt wird.
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Die nähere Ausgestaltung der Verriegelung 18 in der Haltevorrichtung 10 ist in 6 zu sehen. Die Haltevorrichtung 10 umfasst einen mittels einer Feder 20 vorgespannten Verriegelungsbolzen 19. Der Verriegelungsbolzen 19 rastet beim Einlegen des Akkus 8 aufgrund der Kraft der Feder 20 von selbst in das Aufnahmeteil 17 am Akku 8 ein. Zum Lösen des Akkus 8 hingegen wird der Verriegelungsbolzen 19 mittels eines Nocken 21 bewegt, so dass der Verriegelungsbolzen 19 gegen dessen von der Feder 20 ausgeübten Vorspannung aus dem Aufnahmeteil 17 am Akku 8 ausrastbar bewegbar ist. Zur Bewegung des Nockens 21 ist der Schließmechanismus eines mechanischen Schlosses 22 vorgesehen, das mittels eines mechanischen Schlüssels 26 betätigbar ist. Somit ist zum einen der Akku 8 durch das Schloss 22 gegen Entwenden gesichert und zum anderen durch die Betätigung des Schlosses 22 lösbar. Die Bewegung des Verriegelungsbolzens 19 ist also zur Ausrastung aus dem Aufnahmeteil 17 mit Hilfe des Schließmechanismus des Schlosses 22 verriegelbar und/oder entriegelbar.
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Anstelle eines mechanischen Schlosses 22 kann auch ein elektrisches Schloss vorgesehen sein. Bei einem elektrischen Schloss kann dann die Betätigung des Schließmechanismus und/oder die Bewegung des Nockens 21 zur Betätigung der Verriegelung 18 mittels eines sonstigen Aktors, beispielsweise eines Elektromagneten, eines Elektromotors o. dgl., erfolgen. Das elektrische Schloss wirkt mit einem elektronischen Schlüssel für dessen Betätigung sowie zur Entriegelung des Verriegelungsbolzens 19 zusammen. Das Zusammenwirken zwischen Schlüssel und Schloss kann mittels elektromagnetischer Wellen über NFC(Near Field Communication), Bluetooth, BTLE(Bluetooth Low Energy) o. dgl. erfolgen. Selbstverständlich kann das elektronische Schloss auch mit einem Scanner für den Fingerabdruck, der Iris o. dgl. des berechtigten Benutzers zur Entriegelung des Verriegelungsbolzens 19 zusammenwirken.
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Wie weiter anhand der 2 zu erkennen ist, ist am Gehäuse 11 eine elektrische Steckverbindung 23 angeordnet, die zur elektrischen Verbindung des Akkus 8 mit dem Elektromotor 5, 6 sowie den weiteren mit elektrischer Energie zu versorgenden Verbrauchern am Fahrzeug 1 dient. Ist der Akku 8 in der Aufnahme 9 am Rahmen 2 befestigt, indem der Akku 8 in die Haltevorrichtung 10 eingerastet ist, so kontaktiert die elektrische Steckverbindung 23 eine Steckaufnahme 24 in der Aufnahme 9 am Rahmen 2. Die elektrische Kontaktierung zwischen der Steckverbindung 23 und der Steckaufnahme 24 ist im Detail in 4 näher zu sehen. Bei Bewegung in die Zwischenposition gemäß 3 dekontaktiert hingegen die elektrischen Steckverbindung 23 zumindest teilweise aus der Steckaufnahme 24, wie im Detail in 5 näher gezeigt ist.
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Am Fahrzeug 1 ist weiter eine in 1 lediglich schematisch gezeigte Steuerung 25 vorgesehen, die zur Ansteuerung des Elektromotors 5, 6 und/oder für den Betrieb des Akkus 8 dient. Die Steuerung 25 detektiert die zumindest teilweise Dekontaktierung der elektrischen Steckverbindung 23 in der Zwischenposition und/oder eine bei nicht korrekt befestigten Akku 8 vorliegende zumindest teilweise Dekontaktierung. Aus Sicherheitsgründen kann dann die Steuerung 25 bei Detektierung der zumindest teilweisen Dekontaktierung und/oder des nicht korrekt befestigten Akkus 8 die Energieversorgung für den Elektromotor 5, 6 abschalten.
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Zweckmäßigerweise ist die Haltevorrichtung 10 mit dem Rahmen 2, und zwar vorliegend in der Aufnahme 9, verschraubt. Des Weiteren ist die Haltevorrichtung 10 derart ausgebildet, dass Toleranzen des Akkus 8, insbesondere aufgrund der Flexibilität der Lasche 15, aufnehmbar sind. Schließlich ist die Haltevorrichtung 10 zur Positionierung des Akkus 8 am Rahmen 2 und/oder in der Aufnahme 9 justierbar ausgebildet, was jedoch nicht weiter gezeigt ist.
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Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann die erfindungsgemäße Haltevorrichtung 10 für den Akku 8 nicht nur in Fahrzeugen 1, wie Pedelecs oder E-Bikes oder Elektroroller, eingesetzt werden sondern kann auch in sonstigen LEV(Light Electric Vehicles)s, beispielsweise bei Dreirädern, Lastenfahrrädern, Quads o. dgl., Verwendung finden.
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Bezugszeichenliste
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- 1:
- Fahrzeug
- 2:
- Rahmen
- 3:
- Rad / Vorderrad
- 4:
- Rad / Hinterrad
- 5:
- Elektromotor (für Hinterrad) / Antriebsmotor
- 6:
- Elektromotor (für Vorderrad) / Antriebsmotor
- 7:
- Tretkurbelantrieb
- 8:
- Akku
- 9:
- Aufnahme (am Rahmen)
- 10:
- Haltevorrichtung
- 11:
- Gehäuse (von Akku)
- 12:
- Ansatz (an Gehäuse)
- 13:
- Haken (an Gehäuse)
- 14:
- Lageraufnahme (von Haltevorrichtung)
- 15:
- Lasche (an Haltevorrichtung)
- 16:
- Rasthaken (an Lasche)
- 17:
- Aufnahmeteil
- 18:
- Verriegelung
- 19:
- Verriegelungsbolzen
- 20:
- Feder
- 21:
- Nocken
- 22:
- Schloss
- 23:
- (elektrische) Steckverbindung
- 24:
- Steckaufnahme
- 25:
- Steuerung
- 26:
- Schlüssel
- 27,28:
- Schwenkrichtung
- 29:
- Druckfeder
