-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motorrad mit einem elektrischen Antrieb, einen Wechselakku für ein Motorrad und ein Wechselakkusystem.
-
Es ist die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisch angetriebenes Motorrad mit einem verbesserten elektrischen Kontaktsystem für Wechselakkus bereitzustellen, das durch auftretende Beschleunigungskräfte nicht beeinträchtigt wird.
-
Diese technische Aufgabe wird durch Gegenstände nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
-
Gemäß einem ersten Aspekt wird diese technische Aufgabe durch ein Motorrad mit einem elektrischen Antrieb gelöst, mit einem Wechselakku für den elektrischen Antrieb, der einen Griff und eine elektrische Kontaktvorrichtung aufweist, die in einer Griffaussparung derart angeordnet ist, dass diese mit einer Einschwenkbewegung des Wechselakkus elektrisch kontaktiert. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Kontaktvorrichtung durch die umliegende Griffaussparung vor Verschmutzung geschützt ist und durch eine räumliche Nähe zwischen einer Aufhängung an dem Griff und der elektrischen Kontaktvorrichtung eine unterbrechungsfreie und schwingungsresistente Stromversorgung sichergestellt werden kann.
-
In einer technisch vorteilhaften Ausführungsform des Motorrads umfasst das Motorrad eine Einhängevorrichtung zum Einlegen des Griffs des Wechselakkus, in der eine elektrische Gegenkontaktvorrichtung zum Kontaktieren der Kontaktvorrichtung gebildet ist. Dadurch wird ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass eine unterbrechungsfreie Stromversorgung sichergestellt werden kann.
-
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Motorrads sind die Kontaktvorrichtung und die Gegenkontaktvorrichtung durch die Einschwenkbewegung des Wechselakkus um eine Achse der Einhängevorrichtung kontaktierbar. Dadurch wird ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass die elektrische Kontaktierung besonders effizient und benutzerfreundlich hergestellt werden kann.
-
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Motorrads umfasst die Kontaktvorrichtung eine erste und eine zweite Kontaktfläche. Dadurch wird ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass der Strom des Wechselakkus effizient abgegriffen werden kann.
-
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Motorrads sind die erste und zweite Kontaktfläche gegenüberliegend innerhalb der Griffaussparung angeordnet. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Strom besonders unterbrechungsfrei durch Gegenkontaktvorrichtungen mit Kontaktstiften abgegriffen werden kann, die federnd in entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind.
-
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Motorrads sind die erste und zweite Kontaktfläche parallel zueinander angeordnet. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein Verschleiß der Kontaktflächen verringert wird.
-
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Motorrads ist die erste und zweite Kontaktfläche senkrecht zu einer Achse der Einhängevorrichtung angeordnet. Dadurch wird ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass der elektrische Kontakt durch eine Einschwenkbewegung des Wechselakkus zuverlässig hergestellt werden kann.
-
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Motorrads sind die erste und zweite Kontaktfläche in ein Gehäuse des Wechselakkus integriert. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine mechanische Beanspruchung effizient aufgenommen werden kann.
-
In einer weiteren technisch vorteilhaften Ausführungsform des Motorrads weist der Wechselakku eine Kofferform. Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Wechselakku durch einen Benutzer auf einfache Weise manuell getragen werden kann.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt wird diese technische Aufgabe durch einen Wechselakku für einen elektrischen Antrieb eines Motorrad gelöst, der einen Griff und eine elektrische Kontaktvorrichtung aufweist, die in einer Griffaussparung unterhalb des Griffs angeordnet ist. Durch den Wechselakku werden die gleichen technischen Vorteile wie durch das Motorrad nach dem ersten Aspekt erreicht.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
-
Die Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines elektrisch angetriebenen Motorrads;
- 2 eine vergrößerte Ansicht einer Einhängevorrichtung;
- 3 eine Ansicht eines Wechselakkus während einem Einhängevorgang;
- 4 eine vergrößerte Ansicht der Einhängevorrichtung während dem Einhängevorgang;
- 5 eine Querschnittsansicht des elektrisch angetriebenen Motorrads;
- 6 eine Seitensicht des Wechselakkus;
- 7 eine Aufsicht auf den Wechselakku;
- 8 eine Querschnittsansicht durch den Wechselakku; und
- 9 eine vergrößerte Ansicht einer Griffaussparung mit einer Kontaktvorrichtung.
-
1 zeigt eine Seitenansicht eines elektrisch angetriebenen Motorrads 100 mit einem elektrischen Antrieb 101, der durch einen Elektromotor gebildet wird. Das Motorrad 100 ist ein einspuriges Kraftfahrzeug mit zwei Rädern 129 und einem oder zwei Sitzplätzen. Das Motorrad 100 kann ein Straßenmotorrad, ein Geländemotorrad oder ein Moto-Cross-Motorrad sein.
-
Das Motorrad 100 umfasst einen Wechselakku 103-1 für den elektrischen Antrieb 101, der auf einer Seite des Motorrads 100 einsetzbar ist. Zusätzlich umfasst das Motorrad 100 einen weiteren entsprechend gebauten Wechselakku 103-2 (nicht gezeigt), der auf der anderen Seite des Motorrads 100 einsetzbar ist.
-
Die Wechselakkus 103-1 und 103-2 sind wiederaufladbare Speicher für elektrische Energie auf elektrochemischer Basis, die manuell ausgetauscht werden können. Die Wechselakkus 103-1 und 103-2 stellen die elektrische Energie für den elektrischen Antrieb 101 bereit. Die Wechselakkus 103-1 und 103-2 sind beispielsweise ein Lithium-Ionen-Akkumulator mit mehreren Speicherzellen. Im Allgemeinen kann der Wechselakku 103-1 oder 103-2 aber auch ein anderer Akku anderer Art sein, solange dieser geeignet ist, die erforderliche elektrische Energie für den elektrischen Antrieb 101 bereitzustellen.
-
Bei einem Austausch eines Wechselakkus 103-1 oder 103-2 kann ein elektrisch entladener Wechselakku 103-1 und 103-2 durch einen aufgeladenen Wechselakku ersetzt werden. Dadurch kann die Fahrfähigkeit des Motorrads 100 auf schnelle Weise wiederhergestellt werden. Die Wechselakkus 103-1 oder 103-2 können einzeln ersetzt werden und liefern unabhängig voneinander elektrische Energie für den elektrischen Antrieb 101 des Motorrads 100. Im Allgemeinen können die Wechselakkus 103-1 oder 103-2 parallel oder seriell geschaltet sein.
-
Die Wechselakkus 103-1 und 103-2 befinden sich unterhalb der Stelle, an der bei benzinbetriebenen Motorrädern üblicherweise der Tank angeordnet ist und oberhalb des elektrischen Antriebs 101. Die Befestigung der kofferförmigen Wechselakkus 103-1 und 103-2 erfolgt durch eine jeweilige Einhängevorrichtung 107-1, in die ein Griff 119 des Wechselakkus 103-1 und 103-2 eingehängt wird. Durch die beidseitige Anordnung von zwei Wechselakkus 103-1 und 103-2 wird eine gleichmäßige Gewichtsverteilung erreicht.
-
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Einhängevorrichtung 107-1. Die Einhängevorrichtung 107-1 umfasst zwei Haken 121-1 und 121-2, die nebeneinander angeordnet und voneinander beabstandet sind. Die Haken 121-1 und 121-2 bilden zusammen ein Hakenpaar, das eine Drehachse festlegt. Die zylinderförmigen Griffabschnitte 109-1 und 109-2 des Griffs 119 weisen den gleichen Abstand wie die Haken 121-1 und 121-2 auf und werden in den jeweiligen Haken 121-1 und 121-2 eingelegt. Die Innenseite der Haken 121-1 und 121-2 ist kreisbogenförmig, so dass die zylinderförmigen Griffabschnitte 109-1 und 109-2 an einer großen Auflagefläche des Kreisbogens anliegen. Dadurch können auftretende Beschleunigungskräfte effizient übertragen werden und eine spielfreie Befestigung der Wechselakkus 103-1 und 103-2 realisiert werden. In den Haken 121-1 und 121-2 sind Gegenkontaktvorrichtungen 125-1 und 125-2 angeordnet, mit denen der Strom des Wechselakkus 103-1 abgegriffen werden kann.
-
Unterhalb des Griffes 119 ist eine Griffaussparung 115 für eine Hand gebildet. Der Griff 119 erstreckt sich als gerade stegförmige Verbindung über die Griffaussparung 115 hinweg. Die Haken 121-1 und 121-2 befinden sich im eingesetzten Zustand innerhalb der Griffaussparung 115 und stützen den Griff 119 des Wechselakkus 103-1 und 103-2 von unten. Der Griff 119 ist beispielsweise durch eine gerade Metallstange gebildet, die oberhalb der Griffaussparung 115 angeordnet ist.
-
Zwischen den Griffabschnitten 109-1 und 109-2 ist ein zylinderförmiges Kunststoffelement 111 mit größerem Durchmesser als die Griffabschnitte 109-1 und 109-2 angeordnet. Das Kunststoffelement 111 ist koaxial zu den Griffabschnitten 109-1 und 109-2 angeordnet.
-
Wenn der Wechselakku 103-1 und 103-2 in die Haken 121-1 und 121-2 eingehängt ist, befindet sich das Kunststoffelement 111 zwischen dem Hakenpaar und liegt seitlich an den Haken 121-1 und 121-2 an. Durch eine axiale Abstützung an den Haken 121-1 und 121-2 durch das Kunststoffelement 111 kann eine Verschiebung des Griffs 119 in der Einhängevorrichtung 107-1 verhindert werden und die Stabilität der Verbindung erhöht sich. Daneben erhöht das Kunststoffelement 111 die Greifbarkeit des kofferförmigen Wechselakkus 103-1 und 103-2 beim Tragen durch einen Benutzer. Daneben findet eine thermische Isolation statt, so dass auch ein warmer oder heißer Wechselakku 103-1 und 103-2 durch einen Benutzer am Griff 119 gehalten und getragen werden kann. Die Abstände der Haken 121-1 und 121-2 und Kontaktvorrichtungen 131-1 und 131-2 sind so gewählt, dass ein Kurzschluss sicher vermieden werden kann.
-
Da die Griffabschnitte 109-1 und 109-2 zylinderförmig sind, kann der Wechselakku 103-1 und 103-2 in den kreisbogenförmigen Haken 121-1, 121-2 zur Seite des Motorrads 100 herausgedreht werden, solange dieser nicht eingerastet ist. Auf der anderen Seite des Motorrads 100 ist eine entsprechende Einhängevorrichtung für den anderen Wechselakku 103-2 angeordnet, die auf gleiche Weise funktioniert.
-
3 zeigt eine Ansicht des Wechselakkus 103-1 während einem Einhängevorgang. Der Wechselakku 103-1 ist um die Achse drehbar, die durch die Haken 121-1 und 121-2 festgelegt wird. Beim Lösen des Wechselakkus 103-1 wird dieser an der Unterseite seitlich zu dem Motorrad 100 herausgedreht, so dass dieser anschließend aus den Haken 121-1 und 121-2 gehoben werden kann. Bei der Drehbewegung gleiten die zylinderförmigen Griffabschnitte 109-1 und 109-2 in den Haken 121-1 und 121-2.
-
Beim Befestigungsvorgang wird der Wechselakku 103-1 zunächst nach Außen geneigt in die Haken 121-1 und 121-2 eingelegt und anschließend in Richtung des Motorrads 100 eingeschwenkt, bis dieser an der Rastvorrichtung 113 einrastet. Die Rastvorrichtung 113 verhindert im Anschluss die weitere Drehbewegung des Wechselakkus 103-1.
-
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Einhängevorrichtung 107-1 während dem Befestigungsvorgang. Der Wechselakku 103-1 befindet sich in einer nach außen geneigten Position. Die Haken 121-1 und 121-2 befinden sich in der Griffaussparung 115 unterhalb des Griffes 119 und greifen in die Griffabschnitte 109-1 und 109-2 des Griffs 119 ein. Durch die Griffaussparung 115 wird Drehbewegung des Wechselakkus 103-1 ermöglicht.
-
Eine Kontaktvorrichtung 131-1 an dem Wechselakku 103-1 im Bereich der Griffaussparung 115 und eine Gegenkontaktvorrichtung 125-2 im Bereich der Einhängevorrichtung 107-1 sind elektrisch voneinander getrennt. Erst durch die weitere Drehbewegung des Wechselakkus 103-1 in Richtung des Motorrads 100 können diese miteinander elektrisch in Kontakt gebracht werden.
-
Die elektrische Kontaktvorrichtung 131-2 ist derart angeordnet, dass diese mit einer Einschwenkbewegung des Wechselakkus 103-1 elektrisch mit der Gegenkontaktvorrichtung 125-2 kontaktiert. Durch die Anordnung der Kontaktvorrichtung 131-1 im Bereich der Griffaussparung 115 und in der Nähe der Einhängevorrichtung 107-1 kann eine zuverlässige und störungsresistente Kontaktierung sichergestellt werden. Zudem verhindert das um die Griffaussparung 115 umliegende Gehäuse 133 des Wechselakkus 103-1 eine Verschmutzung der Kontaktvorrichtung 131-2. Das Gehäuse 133 des Wechselakkus 103-1 ist beispielsweise durch einen geeigneten Kunststoff oder Verbundstoff gebildet.
-
5 zeigt eine Querschnittsansicht des elektrisch angetriebenen Motorrads 100. Die beiden Wechselakkus 103-1 und 103-2 sind an der linken und rechten Seite 105-1 und 105-2 des Motorrads 100 eingesetzt und werden jeweils an dem Griff 119 mit den Griffabschnitten 109-1 und 109-2 in der Einhängevorrichtung 107-1 gehalten. In der verriegelten Position sind diese parallel oder leicht schräg zueinander angeordnet. Im oberen Bereich sind die Wechselakkus 103-1 oder 103-2 durch die beiden Haken 121-1 und 121-2 fixiert. Im unteren Bereich findet eine Fixierung durch die Rastvorrichtung 113 statt. Dadurch ergibt sich ein stabiles Dreipunktbefestigungssystem an dem Motorrad 100, das alle auftretenden Kräfte effizient aufnehmen kann.
-
Die Haken 121-1 und 121-2 der Einhängevorrichtung 107-1 oder 107-2 sind beispielsweise durch ein Rahmenteil 117 des Motorrads 100 aus Metall gebildet, so dass auftretende Beschleunigungskräfte effizient aufgenommen werden können. Unterhalb der Einhängevorrichtungen 107-1 und 107-2 für die Griffe 119 weist das Motorrad 100 die Rastvorrichtung 113 zum Einrasten der Wechselakkus 103-1 und 103-2 an dem Motorrad 100 auf, wenn diese parallel zur Mitte des Motorrads 100 angeordnet sind.
-
Die Rastvorrichtung 113 ist derart angeordnet, dass diese nach einer Schwenkbewegung des jeweiligen Wechselakkus 103-1 oder 103-2 einrastet und Wechselakkus 103-1 oder 103-2 an dem Motorrad 100 hält. Werden die Wechselakkus 103-1 und 103-2 mittels einer Drehbewegung eingesetzt, verriegelt die Rastvorrichtung 113 und verhindert die weitere Drehbewegung der Wechselakkus nach außen.
-
Ein Teil der Rastvorrichtung 113 ist an einer Innenseite 135 der Wechselakkus 103-1 oder 103-2 angeordnet, die durch die motorradzugewandte Seite des Wechselakkus 103-1 und 103-2 gebildet wird. Die beiden kofferförmigen Wechselakkus 103-1 und 103-2 sind spiegelsymmetrisch zueinander aufgebaut und bilden zusammen ein Wechselakkusystem für das Motorrad 100.
-
6 zeigt eine Seitensicht des Wechselakkus 103-1. Die Kontaktvorrichtungen 131-1 und 131-2 befinden sich unterhalb des Griffs 119 in der Griffaussparung 115. Die beiden Kontaktvorrichtungen 131-1 und 131-2 sind mit deren Kontaktflächen zueinander gegenüberliegend innerhalb der Griffaussparung 115 angeordnet. Die Kontaktflächen der Kontaktvorrichtungen 131-1 und 131-2 sind durch jeweilige Metallplatten gebildet. Über die Kontaktflächen der Kontaktvorrichtungen 131-1 und 131-2 wird der elektrische Strom des Wechselakkus 103-1 abgegriffen.
-
Die Kontaktflächen der beiden Kontaktvorrichtungen 131-1 und 131-2 sind parallel zueinander ausgerichtet und senkrecht zu einer Drehachse der Einhängevorrichtung 107-1 oder 107-2 angeordnet. Durch diese Anordnung kann vermieden werden, dass starke Beschleunigungskräfte auf die Kontaktvorrichtungen 131-1 und 131-2 beim Betrieb des Motorrads 100 wirken und diese durch Schläge beschädigt werden. Dadurch lässt sich eine zuverlässige Kontaktierung durch eine Einschwenkbewegung des Wechselakkus 103-1 oder 103-2 erreichen.
-
Die übrige Form des Wechselakku 103-1 ist an die räumlichen Gegebenheiten des Motorrads 100 angepasst, so dass der Wechselakku 103 möglichst formschlüssig und platzsparend seitlich eingesetzt werden kann.
-
7 zeigt eine Aufsicht auf den Wechselakku 103-2. An der Innenseite 135 des Wechselakkus 103-1 und 103-2 befindet sich ein hervorstehender u-förmiger Bügel 123, der ein Teil der Rastvorrichtung 113 bildet. Der Bügel 123 befindet sich im unteren Bereich des Wechselakkus 103-2. In Verbindung mit den beiden Haken 121-1 und 121-2 wird durch den Bügel 123 ein dritter Befestigungspunkt realisiert. Durch eine Eingreifmechanik der Rastvorrichtung 113 werden die Wechselakkus 103-1 und 103-2 an dem Motorrad 100 gehalten, so dass diese nicht seitlich herausdrehen können. Dadurch wird ein Dreipunktbefestigungssystem realisiert, über das alle räumlich auftretenden Kräfte und Drehmomente effizient aufgenommen werden können.
-
Der Wechselakku 103-1 und 103-2 verjüngt sich nach oben zu einer Oberkante 139 hin. Die Oberkante 139 ist in der Mitte des Wechselakkus 103-1 und 103-2 gebildet. Die übrigen Kannten des Wechselakku 103-1 und 103-2 sind entsprechend abgerundet.
-
8 zeigt eine Querschnittsansicht durch den im Querschnitt rechteckigen Wechselakku 103-2. An der Oberkante 139 des Wechselakkus 103-2 weist das Gehäuse 133 den gleichen Krümmungsradius wie der Griff 119 auf. Dadurch können abrupte Übergänge an der Außenseite des Gehäuses 133 vermieden werden.
-
Die Kontaktvorrichtung 131-2 befindet sich mittig unterhalb des Griffes 119 innerhalb der Griffaussparung 115. Die Griffaussparung 115 ist Prismaförmig. Die obere Kante des Prismas wird durch den Griff 119 überbrückt.
-
Die Kontaktvorrichtung 131-2 umfasst eine rechteckige Kontaktfläche 127, über die der elektrische Kontakt hergestellt wird. Die Kontaktfläche 127 weist seitlich angeschrägte Abschnitte 137 auf, so dass ein federnder Kontaktstift der entsprechenden Gegenkontaktvorrichtung 125-1 bei einer Eindrehbewegung des Wechselakkus 103-2 zunehmend unter mechanische Spannung gesetzt wird.
-
9 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Griffaussparung 115 mit der Kontaktvorrichtung 131-2. Die entsprechenden Gegenkontaktvorrichtungen 125-1 und 125-2 sind durch die Einschwenkbewegung des Wechselakkus 103-1 und 103-2 um eine Achse der Einhängevorrichtung 107-1 oder 107-2 mit der jeweiligen Kontaktvorrichtung 131-1 und 131-2 kontaktierbar.
-
Die metallische Kontaktfläche 127 ist in dem Gehäuse 133 des Wechselakkus 103-1 oder 103-2 integriert. Die Kontaktfläche 127 ist in der Griffaussparung 115 unterhalb des Griffs 119 angeordnet. Durch die angeschrägten Abschnitte 137 ergibt ein stetiger Übergang zwischen dem Gehäuse 133 des Wechselakkus 103-1 oder 103-2 zum zentralen angehobenen Bereich der Kontaktfläche 127 hin.
-
Der zentrale Bereich der Kontaktfläche 127 ist parallel zum Gehäuse 133 des Wechselakkus 103-1 angeordnet, steht jedoch gegenüber dem Gehäuse 133 hervor. Durch die angeschrägten Abschnitte 137 seitlich des zentralen Bereich wird eine im Querschnitt trapezförmige Form der jeweiligen Kontaktvorrichtung 131-2 gebildet, so dass ein federnder Kontaktstift der Gegenkontaktvorrichtung 125-1 und 125-2 durch die Eindrehbewegung zunehmend unter mechanische Spannung gesetzt wird. Dadurch lässt sich die Zuverlässigkeit der Kontaktierung erhöhen.
-
Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 100
- Motorrad
- 101
- elektrischer Antrieb
- 103
- Wechselakku
- 105
- Seite
- 107
- Einhängevorrichtung
- 109
- Griffabschnitt
- 111
- Kunststoffelement
- 113
- Rastvorrichtung
- 115
- Griffaussparung
- 117
- Rahmen/Rahmenteil
- 119
- Griff
- 121
- Haken
- 123
- Bügel
- 125
- Gegenkontaktvorrichtung
- 127
- Kontaktfläche
- 129
- Rad
- 131
- Kontaktvorrichtung
- 133
- Gehäuse
- 135
- Innenseite
- 137
- angeschrägter Abschnitt
- 139
- Oberkante
