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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 entnehmbar am Rahmen angeordnet. Es besteht jedoch die Gefahr, dass der Akku unberechtigterweise entnommen und gegebenenfalls entwendet wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung des Akkus am Rahmen derart weiterzuentwickeln, dass die unberechtigte Entnahme des Akkus erschwert 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 durch Einlegen in der Haltevorrichtung einrastbar ist und dass der Akku lediglich durch Betätigung einer Verriegelung aus der Haltevorrichtung entnehmbar ist. In einfacher Art und Weise kann daher der Akku vom Benutzer ohne aktives Verriegeln in die Haltevorrichtung eingesetzt werden. Dennoch ist der Akku gegen Herausfallen aus der Haltevorrichtung und/oder unerlaubtes Entwenden durch Verschließen gesichert. Somit ist vorteilhafterweise sowohl die Ergonomie bei der Handhabung für den Benutzer als auch die Diebstahlsicherheit gesteigert. 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.
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Um die Entnahme des Akkus für den Benutzer zu erleichtern, kann der Akku bei Betätigung der Verriegelung in eine Zwischenposition bewegbar sein, in der der Akku von der Haltevorrichtung gehalten ist. Der Akku kann dann in der Zwischenposition manuell aus der Haltevorrichtung und/oder vom Rahmen entnehmbar sein. In vorteilhafter Weise ist gleichzeitig der Akku in der Zwischenposition vor Herausfallen aus der Aufnahme gesichert.
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In kompakter sowie funktionssicherer Ausgestaltung kann die Verriegelung in der Haltevorrichtung einen vorgespannten Verriegelungsbolzen umfassen. Der Verriegelungsbolzen kann beim Einlegen des Akkus in ein Aufnahmeteil am Akku einrasten. Des Weiteren kann der Verriegelungsbolzen gegen dessen Vorspannung aus dem Aufnahmeteil am Akku ausrastbar bewegbar sein.
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Zwecks weiterer Steigerung der Diebstahlsicherheit für den Akku kann die Verriegelung einen Schließmechanismus umfassen. Mit Hilfe des Schließmechanismus kann die Bewegung des Verriegelungsbolzens zur Ausrastung aus dem Aufnahmeteil verriegelbar und/oder entriegelbar sein, so dass eine unbefugte Entnahme des Akkus verhindert ist. Bei dem Schließmechanismus kann es sich um ein mechanisches und/oder um ein elektrisches Schloss handeln.
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In einfacher Art und Weise kann der Verriegelungsbolzen mittels Betätigung des Schließmechanismus zur Ausrastung aus dem Aufnahmeteil bewegbar sein. Zweckmäßigerweise kann der Schließmechanismus bei einem mechanischen Schloss mittels eines zugehörigen mechanischen Schlüssels betätigbar sein. Bei einem elektrischen Schloss kann der Schließmechanismus mittels eines Elektromagneten, eines Elektromotors o. dgl. betätigbar sein. Das elektrische Schloss kann wiederum mit einem elektronischen Schlüssel zur Entriegelung des Verriegelungsbolzens zusammenwirken. Zweckmäßigerweise kann der elektronische Schlüssel mit dem elektrischen Schloss über NFC(Near Field Communication), Bluetooth, BTLE(Bluetooth Low Energy) o. dgl. kommunizieren. Anstelle eines elektronischen Schlüssels oder auch ergänzend kann ein Scanner für den Fingerabdruck, der Iris o. dgl. des berechtigten Benutzers vorgesehen sein.
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Zum Schutz vor Beeinträchtigungen kann der Akku ein Gehäuse aufweisen. Zweckmäßigerweise kann das Aufnahmeteil am Gehäuse befindlich sein. In kompakter Ausgestaltung kann am Gehäuse eine elektrische Steckverbindung angeordnet sein. Die elektrische Steckverbindung kann wiederum bei in der Haltevorrichtung eingerasteten Akku eine Steckaufnahme am Rahmen elektrisch kontaktieren. Falls der Akku in einer Aufnahme am Rahmen angeordnet ist, bietet es sich weiterhin an, dass die Steckaufnahme in der Aufnahme befindlich ist.
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Für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist nachfolgendes festzustellen.
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Ein im Rahmenrohr integrierter Akkupack soll durch einfaches Einrasten in einer Haltemechanik ohne aktives Verriegeln gegen Herausfallen und/oder unerlaubtes Entwenden abgeschlossen sein. Dabei sollen ein Einrasten und/oder eine Verriegelung des Akkupacks durch Einlegen in die Haltevorrichtung, und zwar ohne zusätzliches Abschließen, möglich sein. Des Weiteren soll die Entriegelung des Akkupacks nur mit einem Schlüssel möglich sein. Selbstverständlich kann anstelle eines Schlüssels auch ein RFID(Radio Frequency Identification)-Tag, ein Mobiltelefon, ein Smartphone, eine NFC(Near Field Communication) o. dgl. Verwendung finden.
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In der Haltemimik des Akkupacks befindet sich ein vorgespannter Verriegelungsbolzen, so dass ein direktes Einrasten des Akkus mit Hilfe des vorgespannten Verriegelungsbolzens ermöglicht ist. Der Verriegelungsbolzen kann mittels eines gewöhnlichen Schlosses oder durch eine elektromagnetische Anordnung ver- und/oder entriegelt werden. Aufgrund der Bauform des Verriegelungsbolzens ist es möglich, den Akkupack ohne Betätigung des Schlosses in die Haltemechanik einzuführen und gegen Herausfallen aus dem Rahmenrohr und/oder gegen unerlaubtes Entnehmen zu sichern.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass zum Einsetzen des Akkus das Schloss nicht mittels des Schlüssels oder einer elektrischen Ver- und/oder Entriegelung eines elektromagnetischen Verschlusses betätigt werden muss. Vielmehr kann in einfacher Art und Weise der Akku ohne weiteres eingesetzt werden, wobei sich dieser dann von selbst verriegelt. Trotz Steigerung der Diebstahlsicherheit ist somit eine einfache sowie ergonomische Handhabung für den Benutzer gegeben.
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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
