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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verriegelungsstruktur und einen Elektrofahrradrahmen und insbesondere eine mehrstufige Verriegelungsstruktur und einen die mehrstufige Verriegelungsstruktur aufweisenden Elektrofahrradrahmen.
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Stand der Technik
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Damit Elektrofahrräder in der Lage sind zu fahren, ist es nicht zu umgehen, dass sie mit einer Batterie ausgestattet werden. Die Batterie herkömmlicher Elektrofahrräder ist meistens auf dem hinteren Fahrradgepäckträger angeordnet, oder eine zum Platzieren der Batterie dienende Aufnahmebasis ist an einer geeigneten Stelle des Fahrradkörpers angeschweißt. In der taiwanesischen Gebrauchsmusterschrift M316210 ist ein Elektrofahrrad offenbart, das einen Fahrradrahmen und ein Netzteil umfasst, wobei der Fahrradrahmen mit einer Aufnahmeausnehmung zum Aufnehmen des Netzteils versehen ist, wobei die Aufnahmeausnehmung in einem Mittelrohr oder Oberrohr vorgesehen sein kann. Allerdings sind das Abnehmen und Anbringen des Batteriemoduls für den Benutzer nicht komfortabel, sodass es einer weiteren Verbesserung bedarf.
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Für die vorhandene Struktur zur Befestigung einer Batterie wird eine mechanische Struktur mit festgelegter Größe verwendet. Wenn beim Anbringen einer Batterie an einem Fahrrad ihre Größe größer als die ursprünglich vorgegebene Größe ist, kann es passieren, dass die Batterie nicht vollständig befestigt ist und sich dadurch löst. Wenn die Batterie locker ist, kann dies zu einem schlechten Kontakt zwischen der Batterie und dem Lade- und Entladeanschluss führen, wodurch die Batterie beschädigt wird.
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Ferner kann es beim Anbringen und Abnehmen einer Batterie vorkommen, dass die Batterie auch mal herunterfällt oder mit zwei Händen abgenommen werden muss. Dies führt dazu, dass die Batterie nicht effektiv und bequem entnommen werden kann und somit die Batterie auf den Boden fallen und dadurch beschädigt werden kann. Aus diesem Grund besteht Bedarf an einer verbesserten Verriegelungsstruktur und einem verbesserten Elektrofahrradrahmen.
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Aufgabe der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verriegelungsstruktur und einen Elektrofahrradrahmen bereitzustellen, durch die/den ein Batteriemodul leicht verriegelt wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verriegelungsstruktur und einen Elektrofahrradrahmen bereitzustellen, bei der/dem das Batteriemodul mit einem ersten Eingriffsabschnitt und einem zweiten Eingriffsabschnitt versehen ist, wobei, wenn das Eingriffsstück mit dem zweiten Eingriffsabschnitt in Eingriff gebracht ist, das Schlüsselmodul im Verriegelungszustand gehalten wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Verriegelungsstruktur zum Verriegeln eines Batteriemoduls bereitgestellt, wobei das Batteriemodul einen ersten Eingriffsabschnitt und einen zweiten Eingriffsabschnitt umfasst, wobei die Verriegelungsstruktur einen Schlosskörper, ein Verriegelungsstück, ein elastisches Element und ein Schlüsselmodul umfasst, wobei das Verriegelungsstück am Schlosskörper angeordnet ist, wobei das Verriegelungsstück ein Eingriffsstück umfasst, wobei das elastische Element zwischen dem Schlosskörper und dem Verriegelungsstück angeordnet ist, wobei das elastische Element zum Aufbringen einer elastischen Kraft auf das Verriegelungsstück dient, wobei das Schlüsselmodul am Schlosskörper befestigt ist, wobei das Schlüsselmodul einen Schlüssel und ein Schloss umfasst, wobei der Schlüssel zum Bewegen des Schlosses dient, sodass das Schloss bewegt wird und in einen Verriegelungszustand oder einen Entriegelungszustand bringbar ist, wobei, wenn sich das Eingriffsstück am ersten Eingriffsabschnitt befindet, eine elastische Kraft durch das elastische Element bereitgestellt wird, wodurch das Eingriffsstück mit dem ersten Eingriffsabschnitt in Eingriff gebracht wird, wobei, wenn sich das Schlüsselmodul im Verriegelungszustand befindet und das Eingriffsstück mit dem zweiten Eingriffsabschnitt in Eingriff gebracht ist, das Schloss mit dem Verriegelungsstück in Eingriff steht, sodass das Verriegelungsstück am zweiten Eingriffsabschnitt nicht vorbeigehen kann, wobei in einem Zustand, in dem das Schloss durch den Schlüssel bewegt und vom Verriegelungsstück gelöst wird, das Verriegelungsstück so verschoben werden kann, dass das elastische Element verformt wird und am zweiten Eingriffsabschnitt vorbeigeht.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird ein Elektrofahrradrahmen bereitgestellt, der einen Rohrkörper, ein Batteriemodul und eine Verriegelungsstruktur umfasst, wobei der Rohrkörper einen Batterieaufnahmeraum aufweist, wobei das Batteriemodul im Batterieaufnahmeraum des Rohrkörpers angeordnet ist, wobei das Batteriemodul einen ersten Eingriffsabschnitt und einen zweiten Eingriffsabschnitt umfasst, wobei sich die Verriegelungsstruktur an einem Ende des Rohrkörpers befindet, wobei die Verriegelungsstruktur zum Verriegeln eines Batteriemoduls dient, wobei das Batteriemodul einen ersten Eingriffsabschnitt und einen zweiten Eingriffsabschnitt umfasst, wobei die Verriegelungsstruktur einen Schlosskörper, ein Verriegelungsstück, ein elastisches Element und ein Schlüsselmodul umfasst, wobei das Verriegelungsstück am Schlosskörper angeordnet ist, wobei das Verriegelungsstück ein Eingriffsstück umfasst, wobei das elastische Element zwischen dem Schlosskörper und dem Verriegelungsstück angeordnet ist, wobei das elastische Element zum Aufbringen einer elastischen Kraft auf das Verriegelungsstück dient, wobei das Schlüsselmodul am Schlosskörper befestigt ist, wobei das Schlüsselmodul einen Schlüssel und ein Schloss umfasst, wobei der Schlüssel zum Bewegen des Schlosses dient, sodass das Schloss bewegt und in einen Verriegelungszustand oder einen Entriegelungszustand gebracht wird, wobei, wenn sich das Eingriffsstück am ersten Eingriffsabschnitt befindet, eine elastische Kraft durch das elastische Element bereitgestellt wird, wodurch das Eingriffsstück mit dem ersten Eingriffsabschnitt in Eingriff gebracht wird, wobei, wenn sich das Schlüsselmodul im Verriegelungszustand befindet und das Eingriffsstück mit dem zweiten Eingriffsabschnitt in Eingriff gebracht ist, das Schloss mit dem Verriegelungsstück in Eingriff steht, sodass das Verriegelungsstück am zweiten Eingriffsabschnitt nicht vorbeigehen kann, wobei in einem Zustand, in dem das Schloss durch den Schlüssel bewegt und vom Verriegelungsstück gelöst wird, das Verriegelungsstück so verschoben werden kann, dass das elastische Element verformt wird und am zweiten Eingriffsabschnitt vorbeigeht.
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Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verriegelungsstück ferner ein Ziehstück, wobei das Ziehstück mit dem Eingriffsstück verbunden ist, sodass der Benutzer das Ziehstück ziehen kann und somit das elastische Element zum Verschieben des Eingriffsstücks verformt wird.
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Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst der Schlosskörper eine erste Führungsstruktur, wobei die Form und Position der ersten Führungsstruktur jeweils auf die Form und Position der zweiten Führungsstruktur des Batteriemoduls abgestimmt sind, um die Bewegung des Batteriemoduls zu führen. Vorzugsweise ist die erste Führungsstruktur eine vorstehende Struktur, wobei das Ziehstück mit einem Durchgangsloch versehen ist, wobei die vorstehende Struktur durch das Durchgangsloch hindurchgeführt ist. Wenn das elastische Element verformt ist, ragt die vorstehende Struktur aus dem Ziehstück heraus, wobei, wenn das elastische Element nicht verformt ist, die vorstehende Struktur nicht aus dem Ziehstück herausragt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist die zweite Führungsstruktur eine Nut.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Schlosskörper mit einer Begrenzungsaussparung versehen, wobei das Verriegelungsstück ferner einen Begrenzungsstab umfasst, wobei der Begrenzungsstab zum Einstecken in die Begrenzungsaussparung dient, sodass der Begrenzungsstab in der Begrenzungsaussparung bewegt werden kann.
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Bei einem Ausführungsbeispiel sind der erste Eingriffsabschnitt und der zweite Eingriffsabschnitt auf einer Oberseite des Batteriemoduls vorgesehen, wobei der erste Eingriffsabschnitt eine aus der Oberseite ausgesparte Nut ist und der zweite Eingriffsabschnitt ein von der Oberseite in Richtung der Verriegelungsstruktur vorstehender Vorsprung ist, wobei, wenn das Eingriffsstück mit dem zweiten Eingriffsabschnitt in Eingriff gebracht ist, das Eingriffsstück durch die elastische Kraft des elastischen Elements an der Oberseite anliegt.
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Bei einem Ausführungsbeispiel verbleibt, wenn das Eingriffsstück an der Oberseite anliegt, ein Spalt zwischen dem Ziehstück und der Oberseite.
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In der vorliegenden Erfindung wird beim Batteriemodul eine zweistufige Befestigungsstruktur durch Ausnutzung der Eigenschaften der Verformung und der Rückstellkraft des elastischen Elements geschaffen. Im Befestigungszustand der zweiten Stufe bleibt das Schlüsselmodul im Verriegelungszustand und steht das Eingriffsstück in Eingriff mit dem zweiten Eingriffsabschnitt, wobei das Schloss in Eingriff mit dem Verriegelungsstück steht, wodurch das Verriegelungsstück am zweiten Eingriffsabschnitt nicht vorbeigehen kann, sodass die Verriegelungsstruktur und das Batteriemodul mit der zweitstufigen Befestigungsstruktur verriegelt sind, um ein direktes Herunterfallen des Batteriemoduls zu verhindern.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung soll durch die nachstehenden Zeichnungen nur schematisch veranschaulicht und erläutert werden, ohne die Erfindung auf diese zu beschränken. Es zeigen:
- 1 eine Explosionsansicht der Verriegelungsstruktur, des Batteriemoduls und der Kombinationsbasis gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2A eine schematische Ansicht des Elektrofahrradrahmens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 2B eine schematische Ansicht des Rohrkörpers gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 3A eine perspektivische Ansicht der Verriegelungsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 3B eine Explosionsansicht der Verriegelungsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 4A eine schematische Ansicht des ersten Zustands gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der das Batteriemodul am Rohrkörper angebracht ist;
- 4B eine perspektivische Ansicht der Verriegelungsstruktur und des Batteriemoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 4C eine schematische Ansicht des zweiten Zustands gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der das Batteriemodul am Rohrkörper angebracht ist;
- 4D eine schematische Ansicht des dritten Zustands gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der das Batteriemodul am Rohrkörper angebracht ist;
- 4E eine schematische Ansicht des vierten Zustands gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der das Batteriemodul am Rohrkörper angebracht ist;
- 4F eine schematische Ansicht des fünften Zustands gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der das Batteriemodul am Rohrkörper angebracht ist;
- 5A eine perspektivische Ansicht der Verriegelungsstruktur und des Batteriemoduls gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
- 5B eine schematische Ansicht des dritten Zustands gemäß dem Ausführungsbeispiel der 5A der vorliegenden Erfindung, in der das Batteriemodul am Rohrkörper angebracht ist.
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Bezugszeichenliste
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- 200:
- Elektrofahrradrahmen
- 210:
- Rohrkörper
- 231:
- Batterieaufnahmeraum
- 251:
- Unterrohr
- 252:
- Stützrohr
- 253:
- Oberrohr
- 254:
- Steuerrohr
- 291:
- Positionierungssitz
- 292:
- Batteriesteckverbinder
- 295:
- Befestigungselement
- 300:
- Batteriemodul
- 310:
- Nut
- 321:
- erster Eingriffsabschnitt
- 322:
- zweiter Eingriffsabschnitt
- 341:
- Außenseite
- 342:
- Innenseite
- 343:
- Oberseite
- 349:
- zweite Führungsfläche
- 400:
- Verriegelungsstruktur
- 410:
- Schlosskörper
- 411:
- vorstehende Struktur
- 412:
- oberer Körper
- 413:
- unterer Körper
- 414:
- Begrenzungsaussparung
- 415:
- Befestigungsloch
- 416:
- Befestigungsloch
- 417:
- Aufnahmeraum
- 420:
- Verriegelungsstück
- 421:
- Eingriffsstück
- 424:
- Begrenzungsstab
- 424a:
- Führungsrille
- 425:
- Ziehstück
- 428:
- Durchgangsloch
- 429:
- dritte Führungsfläche
- 430:
- elastisches Element
- 431:
- Feder
- 432:
- Federaufnahmeraum
- 440:
- Schlüsselmodul
- 443:
- Schlüssel
- 445:
- Schloss
- 447:
- Schlüsselloch
- 450:
- Schraube
- 452:
- Schraube
- 453:
- Führungsschraube
- 454:
- vierte Führungsfläche
- 454b:
- vierte Führungsfläche
- 455:
- fünfte Führungsfläche
- 455b:
- fünfte Führungsfläche
- 461:
- erste Eingriffsfläche
- 800:
- Kombinationsbasis
- 811:
- Positionierdrehachse
- 812:
- Rohrkörper-Steckverbinder
- 911:
- Hauptkörper
- 912:
- Positionierungsabschnitt
- 913:
- Positionierungsraum
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Zum besseren Verständnis der technischen Lösungen, der Aufgaben und Effekte der vorliegenden Erfindung, werden nachfolgend spezifische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben.
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1 zeigt eine Explosionsansicht der Verriegelungsstruktur, des Batteriemoduls und der Kombinationsbasis gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt ist, befinden sich die Verriegelungsstruktur 400 und die Kombinationsbasis 800 jeweils an zwei gegenüberliegenden Enden des Batteriemoduls 300. Das Batteriemodul 300 umfasst einen Positionierungssitz 291 und einen Batteriesteckverbinder 292. Der Positionierungssitz 291 ist an einem ersten Ende des Batteriemoduls 300 angeordnet. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Hauptkörper des Positionierungssitzes 291 plattenförmig und mittels mindestens eines Befestigungselements 295 am ersten Ende des Batteriemoduls 300 befestigt, wobei das Befestigungselement 295 eine Schraube sein kann. Vorzugsweise sind der Positionierungssitz 291 und der Batteriesteckverbinder 292 beide am gleichen ersten Ende des Batteriemoduls 300 angeordnet.
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2A zeigt eine schematische Ansicht des Elektrofahrradrahmens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 2A gezeigt ist, umfasst der Elektrofahrradrahmen 200 mehrere miteinander verbundene Rohrkörper. Beispielsweise umfasst der Elektrofahrradrahmen 200 ein Unterrohr 251, ein Stützrohr 252 und ein Oberrohr 253. Die beiden Enden des Unterrohrs 251, des Stützrohrs 252 und des Oberrohrs 253 sind jeweils miteinander verbunden und können direkt oder indirekt verbunden sein, um einen Stützraum zu bilden. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst der Elektrofahrradrahmen ferner ein Steuerrohr 254, wobei das Unterrohr 251 und das Oberrohr 253 über das Steuerrohr 254 miteinander verbunden sind.
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2B zeigt eine schematische Ansicht des Rohrkörpers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 2B gezeigt ist, umfasst der Rohrkörper 210 einen Batterieaufnahmeraum 231, wobei die Öffnung des Batterieaufnahmeraums 231 nach unten weist. Die Kombinationsbasis 800 und die Verriegelungsstruktur 400 sind jeweils an zwei Enden des Rohrkörpers 210 angeordnet. Die Verriegelungsstruktur 400 befindet sich auf der Oberseite des Rohrkörpers 210 (bzw. des Batterieaufnahmeraums 231) und die Kombinationsbasis 800 befindet sich auf der Unterseite des Rohrkörpers 210 (bzw. des Batterieaufnahmeraums 231). Die Kombinationsbasis 800 weist einen Rohrkörper-Steckverbinder 812 auf. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Kombinationsbasis 800 und der Rohrkörper-Steckverbinder 812 beide am unteren Ende des Batterieaufnahmeraums 231 angeordnet. Die Form des Positionierungsabschnitts 912 des Positionierungssitzes 291 ist auf die Form der Kombinationsbasis 800 abgestimmt, sodass, nachdem der Positionierungssitz 291 mit der Kombinationsbasis 800 kombiniert wurde, das Batteriemodul 300 in den Batterieaufnahmeraum 231 des Rohrkörpers 210 eingesetzt werden kann. Nachdem der Positionierungssitz 291 mit der Kombinationsbasis 800 kombiniert wurde, werden der Batteriesteckverbinder 292 und der Rohrkörper-Steckverbinder 812 vorzugsweise ebenfalls elektrisch miteinander verbunden.
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Es wird wieder auf die 1 und 2B Bezug genommen. Der Positionierungssitz 29 umfasst einen Hauptkörper 911, mindestens einen Positionierungsabschnitt 912 und einen Positionierungsraum 913. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl der Positionierungsabschnitte 912 zwei, wobei sie jeweils auf zwei Seiten einer Oberfläche des Hauptkörpers 911 vorgesehen sind. Im Positionierungsabschnitt 912 ist ein Positionierungsraum 913 vorgesehen. Vorzugsweise ist der Positionierungsraum 913 ein gekrümmter Raum. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Kombinationsbasis 800 mindestens eine Positionierdrehachse 811. Vorzugsweise beträgt die Anzahl der Positionierdrehachsen 811 zwei. Der Außenumfang der jeweiligen Positionierdrehachse 811 ist eine gekrümmte Oberfläche, wobei die Form der Positionierdrehachse 811 auf die Form des gekrümmten Raums des Positionierungsraums 913 abgestimmt ist. Nachdem der Positionierungssitz 291 mit den Positionierdrehachsen 811 kombiniert wurde, kann das Batteriemodul 300 durch Drehen des Batteriemoduls 300 in den Batterieaufnahmeraum 231 des Rohrkörpers 210 eingesetzt werden, wobei das Batteriemodul 300 durch die Verriegelungsstruktur 400 befestigt wird, um ein Herunterfallen des Batteriemoduls 300 zu verhindern.
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3A zeigt eine perspektivische Ansicht der Verriegelungsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 3B zeigt eine Explosionsansicht der Verriegelungsstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Im Folgenden wird die Verriegelungsstruktur 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 3A und 3B beschrieben. Die Verriegelungsstruktur 400 umfasst einen Schlosskörper 410, ein Verriegelungsstück 420, ein elastisches Element 430 und ein Schlüsselmodul 440. Der Schlosskörper 410 umfasst eine vorstehende Struktur 411, einen oberen Körper 412 und einen unteren Körper 413. Die vorstehende Struktur 411 ist zwischen dem oberen Körper 412 und dem unteren Körper 413 am oberen Körper 412 angeordnet oder ein separater Aufnahmeraum 417 zum Aufnehmen des Schlüsselmoduls 440 ist im unteren Körper 413 vorgesehen. Das Schlüsselmodul 440 weist ein Schlüsselloch 447, einen Schlüssel 443 und ein Schloss 445 auf. Nachdem der Schlüssel 443 in das Schlüsselloch 447 eingeführt wurde, ist der Schlüssel mit dem Schloss 445 verbunden, sodass eine Steuerung der Verschiebung des Schlosses 445 und somit ein Umschalten zwischen dem Verriegelungszustand und dem Entriegelungszustand der Verriegelungsstruktur 400 ermöglicht wird.
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Wie in 3B gezeigt ist, ist ein Befestigungsloch 415 an einem Ende des Hauptkörpers des Schlüsselmoduls 440 ausgebildet. Die Verriegelungsstruktur 400 umfasst ferner eine Schraube 450. Die Schraube 450 wird durch das Befestigungsloch 415 hindurchgesteckt und in das Schraubenloch des unteren Körpers 413 geschraubt, wodurch das Schlüsselmodul 440 am unteren Körper 413 befestigt wird. Ein Befestigungsloch 416 ist im oberen Körper 412 ausgebildet. Die Schraube 452 wird durch das Befestigungsloch 416 hindurchgesteckt und in ein anderes Schraubenloch des unteren Körpers 413 geschraubt, wodurch der obere Körper 412 am unteren Körper 413 befestigt wird.
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Wie in 3B gezeigt ist, ist das elastische Element 430 zwischen dem Verriegelungsstück 420 und dem Schlosskörper 410 angeordnet, wobei das Verriegelungsstück 420 relativ zum Schlosskörper 410 bewegt werden kann, wodurch das elastische Element 430 zusammendrückbar oder rückstellbar ist. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das elastische Element 430 eine Feder 431 sein, wobei ein Federaufnahmeraum 432 im oberen Körper 412 vorgesehen ist, wobei mindestens ein Teil des elastischen Elements 430 im Federaufnahmeraum 432 untergebracht ist, um eine schiefe Stellung der Feder 431 und das Verringern der elastischen Wirkung des elastischen Elements 430 zu vermeiden. Bei einem Ausführungsbeispiel umfasst das Verriegelungsstück 420 ferner mindestens einen Begrenzungsstab 424, wobei der Schlosskörper 410 mit mindestens einer Begrenzungsaussparung 414 versehen ist, wobei der Begrenzungsstab 424 in die Begrenzungsaussparung 414 eingeführt ist, sodass der Begrenzungsstab 424 so beschränkt wird, dass er sich innerhalb der Begrenzungsaussparung 414 bewegt. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Begrenzungsstab 424 mit einer Führungsrille 424a versehen, wobei die Führungsschraube 453 am unteren Körper 413 festgezogen wird, während sie in die Führungsrille 424a eingeführt wird. Die Führungsschraube 453 dient als Führungsstange und kann entlang der Führungsrille 424a bewegt werden, sodass das Verriegelungsstück 420 relativ zum Schlosskörper 410 stabil bewegt werden kann.
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Es wird wieder auf 3 Bezug genommen. Das Verriegelungsstück 420 umfasst ein Ziehstück 425. In einem Zustand, in dem die Verriegelungsstruktur 400 am Rohrkörper 210 angebracht ist, ragt das freie Ende des Ziehstücks 425 aus dem Rohrkörper 210 oder aus der Außenseite 341 des Batteriemoduls 300 heraus (vgl. 4A), damit der Benutzer es ziehen kann. Das Verriegelungsstück 420 umfasst ferner ein Eingriffsstück 421, wobei die Form des Eingriffsstücks 421 und die des ersten Eingriffsabschnitts 321 aufeinander abgestimmt sind, sodass sie miteinander in Eingriff gebracht werden können. Bei einem Ausführungsbeispiel ist eine erste Führungsfläche 451 auf der vorderen Seite des Ziehstücks 425 vorgesehen, die eine geneigte Fläche sein kann. Eine zweite Führungsfläche 349 ist auf der nahe der Innenseite 342 befindlichen Oberseite 343 des Batteriemoduls 300 vorgesehen (vgl. 4A, die später beschrieben wird). Vorzugsweise ist auch eine dritte Führungsfläche 429 auf der äußeren Seite des Eingriffsstücks 421 vorgesehen. Die Form der ersten Führungsfläche 451 und die der zweiten Führungsfläche 349 sind aufeinander abgestimmt, sodass die Verriegelungsstruktur 400 und das Batteriemodul 300 reibungslos in Kontakt gebracht werden können. Außerdem sind die Form der dritten Führungsfläche 429 des Eingriffsstücks 421 und die der zweiten Führungsfläche 349 des Batteriemoduls 300 aufeinander abgestimmt, sodass das Eingriffsstück 421 und das Batteriemodul 300 reibungslos in Kontakt gebracht werden können.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist das Ziehstück 425 mit einem Durchgangsloch 428 versehen. Wenn die vorstehende Struktur 411 in das Durchgangsloch 428 eingeführt wird, ist es bevorzugt, dass, wenn das elastische Element 430 nicht verformt ist (zum Beispiel nicht zusammengedrückt ist), die vorstehende Struktur 411 nicht aus dem Ziehstück 425 herausragt, wobei, wenn das elastische Element 430 verformt ist (zum Beispiel zusammengedrückt ist), die vorstehende Struktur 411 aus dem Ziehstück 425 herausragt. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die vorstehende Struktur 411 durch einen Zusammenstoß beschädigt wird und somit ihre Führungsfunktion verliert.
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4A zeigt eine schematische Ansicht des ersten Zustands gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der das Batteriemodul am Rohrkörper angebracht ist. Wie in 4A gezeigt ist, wird beim Unterbringen des Batteriemoduls 300 im Rohrkörper 210 (vgl. 2B) zuerst der Positionierungsabschnitt 912 des Batteriemoduls 300 mit der Positionierdrehachse 811 der Kombinationsbasis 800 des Rohrkörpers 210 kombiniert, anschließend wird das Batteriemodul 300 in Richtung des Batterieaufnahmeraums 231 gedreht.
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4B zeigt eine perspektivische Ansicht der Verriegelungsstruktur und des Batteriemoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 4B gezeigt ist, umfasst der Schlosskörper 410 eine vorstehende Struktur 411 (erste Führungsstruktur). Eine Nut 310 (zweite Führungsstruktur) und ein erster Eingriffsabschnitt 321 sind an einer oberen Oberfläche des Batteriemoduls 300 vorgesehen. Es wird nun auf die 4A und 4B Bezug genommen. Während des Vorgangs, bei dem das Batteriemodul 300 in den Batterieaufnahmeraum 231 des Rohrkörpers 210 eingesetzt wird, wird die erste Führungsfläche 451 des Ziehstücks 425 mit der zweiten Führungsfläche 349 des Batteriemoduls 300 in Kontakt gebracht, wobei das Batteriemodul 300 weiter vorwärts bewegt wird, wodurch das elastische Element 430 verformt wird (beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Feder 431 zusammengedrückt), wobei die vorstehende Struktur 411 der Verriegelungsstruktur 400 in die Nut 310 des Batteriemoduls 300 gleitet und die vorstehende Struktur 411 der Verriegelungsstruktur 400 entlang der Nut 310 vorwärts bewegt wird. Anschließend läuft der Vorgang nacheinander vom zweiten bis zum fünften Zustand ab. Nachdem das Batteriemodul 300 in den Batterieaufnahmeraum 231 des Rohrkörpers 210 eingesetzt wurde, werden das Eingriffsstück 421 und der erste Eingriffsabschnitt 321 durch gegenseitige Abstimmung ihrer Formen miteinander in Eingriff gebracht, um das Batteriemodul 300 zu befestigen.
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Wie in 4B gezeigt ist, ist der zweite Eingriffsabschnitt 322 eine auf der Oberseite 343 angeordnete vorstehende Struktur, wobei der zweite Eingriffsabschnitt 322 eine vierte Führungsfläche (geneigte Fläche) 454 aufweist, wobei die vierte Führungsfläche 454 zwischen dem oberen Ende des zweiten Eingriffsabschnitts 322 und dem oberen Seitenrand der zweiten Führungsfläche 349 angeordnet und mit diesen verbunden ist.
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5A zeigt eine perspektivische Ansicht der Verriegelungsstruktur und des Batteriemoduls gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Ausführungsbeispiel der 5A ist dem Ausführungsbeispiel der 4B ähnlich, sodass für dieselben Komponenten dieselben Aufbauten verwendet werden und die zugehörige Beschreibung weggelassen wird. Wie in 5A gezeigt ist, ist der zweite Eingriffsabschnitt 322 eine auf der Oberseite 343 angeordnete vorstehende Struktur, wobei der zweite Eingriffsabschnitt 322 eine vierte Führungsfläche (geneigte Fläche) 454 aufweist, wobei die vierte Führungsfläche 454b zwischen dem oberen Ende des zweiten Eingriffsabschnitts 322 und der Oberseite 343 angeordnet und mit diesen verbunden ist und nicht weit vom oberen Seitenrand der zweiten Führungsfläche 349 entfernt ist.
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4C zeigt eine schematische Ansicht des zweiten Zustands gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der das Batteriemodul am Rohrkörper angebracht ist. 4D zeigt eine schematische Ansicht des dritten Zustands gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der das Batteriemodul am Rohrkörper angebracht ist. 4E zeigt eine schematische Ansicht des vierten Zustands gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der das Batteriemodul am Rohrkörper angebracht ist. 4F zeigt eine schematische Ansicht des fünften Zustands gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in der das Batteriemodul am Rohrkörper angebracht ist. Nachfolgend wird ein Verfahren zum Anbringen des Batteriemoduls am Rohrkörper gemäß dem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 4C bis 4F beschrieben.
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Die Öffnung des Batterieaufnahmeraums 231 des Rohrkörpers 210 weist nach unten und das Batteriemodul 300 wird nach oben gedreht. Wie in den 4B und 4C gezeigt ist, befindet sich beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Verriegelungsstruktur 400 im Entriegelungszustand. Wenn die Verriegelungsstruktur 400 mit dem Batteriemodul 300 in Kontakt gebracht wird, beginnt sich das elastische Element 430 der Verriegelungsstruktur 400 zu verformen (beispielsweise zusammenzudrücken), wodurch die vorstehende Struktur 411 der Verriegelungsstruktur 400 entlang der Nut 310 vorwärts bewegt wird.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann der Benutzer die Batterie mit einer Hand (beispielsweise mit der rechten Hand) halten und dann mit den Fingern der zweiten Hand (beispielsweise der linken Hand) leicht das Ziehstück 425 des Verriegelungsstücks 420 ziehen, wodurch die Feder durch das Verriegelungsstück 420 zusammengedrückt wird und somit das Eingriffsstück 421 des Verriegelungsstücks 420 auf der Oberseite 343 des Batteriemoduls 300 eingesetzt und reibungslos auf der Oberseite 343 des Batteriemoduls 300 bewegt wird.
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Ein zweiter Eingriffsabschnitt 322 ist auf der Oberseite 343 des Batteriemoduls 300 vorgesehen und weist eine vierte Führungsfläche 454 auf. Wie in 4C gezeigt ist, sind die Form der dritten Führungsfläche 429 des Eingriffsstücks 421 und die der vierten Führungsfläche 454 des zweiten Eingriffsabschnitts 322 aufeinander abgestimmt, sodass das Eingriffsstück 421 reibungslos an der vierten Führungsfläche 454 des zweiten Eingriffsabschnitts 322 vorbeigehen kann, wobei gleichzeitig das elastische Element 430 verformt (zusammengedrückt) wird und das obere Ende des zweiten Eingriffsabschnitts 322 erreicht. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Verriegelungsstruktur 400 noch im Entriegelungszustand.
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Es wird wieder auf 5A Bezug genommen. Die Form der dritten Führungsfläche 429 des Eingriffsstücks 421 und die der vierten Führungsfläche 454b des zweiten Eingriffsabschnitts 322 sind aufeinander abgestimmt, sodass das Eingriffsstück 421 an der vierten Führungsfläche 454b des zweiten Eingriffsabschnitts 322 reibungslos vorbeigehen kann. Der Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel der 5A und dem Ausführungsbeispiel der 4B besteht darin, dass die Größe des zweiten Eingriffsabschnitts 322 unterschiedlich ist. Insbesondere sind die Größen der vierten Führungsfläche 454 und der vierten Führungsfläche 454b unterschiedlich. Der Drehvorgang des Batteriemoduls 300 im Ausführungsbeispiel der 4B verläuft relativ sanft, während im Ausführungsbeispiel der 5A eine große Kraft auf den zweiten Eingriffsabschnitt 322 aufgebracht werden muss, um ein deutlich spürbares Stoppgefühl zu erzeugen.
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Es wird auf 4D Bezug genommen. Nachdem das Eingriffsstück 421 am oberen Ende des zweiten Eingriffsabschnitts 322 vorbeigegangen ist, erholt sich (Rückstellung) ein Teil des elastischen Elements 430 allmählich, wodurch das Eingriffsstück 421 mit der fünften Führungsfläche 455 des zweiten Eingriffsabschnitt 322 in Kontakt gebracht wird. Zu diesem Zeitpunkt verwendet der Benutzer den Schlüssel 443, um das Schloss 445 mit der ersten Eingriffsfläche 461 des Ziehstücks 425 in Eingriff zu bringen und somit die Verriegelungsstruktur 400 in den Verriegelungszustand zu versetzen. Anschließend dreht der Benutzer das Batteriemodul 300 weiter nach oben, wodurch das auf der Oberseite 343 befindliche Eingriffsstück 421 weiter vorwärts bewegt wird. Bei einem Ausführungsbeispiel, wie z. B. das Ausführungsbeispiel der 5B, kann die Verriegelungsstruktur 400 ebenfalls in einen Verriegelungszustand versetzt werden, wenn das Eingriffsstück 421 mit der Oberseite 343 des Batteriemoduls 300 in Kontakt gebracht wird.
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Es wird auf 4E Bezug genommen. Wenn das Eingriffsstück 421 in Richtung des auf der Oberseite 343 befindlichen ersten Eingriffsabschnitts 321 vorwärts bewegt wird, kehrt das elastische Element 430 in seinen ursprünglichen Zustand zurück, wodurch das Eingriffsstück 421 in Richtung des ersten Eingriffsabschnitts 321 vorwärts bewegt wird. Es wird auf 4F Bezug genommen. Wenn das Batteriemodul 300 in eine Position gedreht wird, in der das Eingriffsstück 421 und der erste Eingriffsabschnitt 321 in Eingriff gebracht werden, stehen das Eingriffsstück 421 und der erste Eingriffsabschnitt 321 miteinander in Eingriff. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Eingriffsstück 421 ein Vorsprung und der erste Eingriffsabschnitt 321 eine Ausnehmung, wobei der erste Eingriffsabschnitt 321 aus der Oberseite 343 in Richtung der Unterseite des Batteriemoduls 300 ausgespart ist. Ferner wird das Eingriffsstück 421 durch die Rückstellkraft des elastischen Elements 430 in den ersten Eingriffsabschnitt 321 gesenkt, wodurch die beiden miteinander in Eingriff gebracht werden. Zu diesem Zeitpunkt übt die elastische Kraft des elastischen Elements 430 Druck auf das Eingriffsstück 421 aus, um das Eingriffsstück in einem Zustand zu halten, in dem es in den ersten Eingriffsabschnitt 321 gesenkt ist, ohne dass sich dabei das Batteriemodul 300 löst. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Schloss 445 noch im Verriegelungszustand.
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Nachfolgend wird die Reihenfolge des Abnehmens des Batteriemoduls 300 beschrieben. Die Reihenfolge des Abnehmens des Batteriemoduls 300 geht vom fünften Zustand bis zum ersten Zustand. Zu Beginn des Abnehmens des Batteriemoduls 300 wird das Schloss 445 im Verriegelungszustand gehalten. Es wird auf 4F (fünfter Zustand) Bezug genommen. Beim Entfernen des Batteriemoduls 300 zieht der Benutzer das Ziehstück 425 nach oben, wodurch das elastische Element 430 verformt (insbesondere wird die Feder 431 zusammengedrückt) und somit das Eingriffsstück 421 vom ersten Eingriffsabschnitt 321 gelöst wird. D. h. der erste Befestigungsmechanismus befindet sich im Entriegelungszustand.
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Es wird auf 4E (vierter Zustand) Bezug genommen. Wenn das Ziehstück 425 in die Eingriffsposition zwischen der ersten Eingriffsfläche 461 und dem Schloss 445 gezogen wird, kann es nicht mehr verschoben werden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Batteriemodul 300 aufgrund seines Eigengewichts nach unten gedreht, wodurch das Eingriffsstück 421 auf der Oberseite 343 bewegt wird. Beim Ausführungsbeispiel der 4B ist die fünfte Führungsfläche 455 des zweiten Eingriffsabschnitts 322 mit der Oberseite 343 verbunden und erstreckt sich vorzugsweise sanft bis zum ersten Eingriffsabschnitt 321 oder geht vorzugsweise sanft in ihn über. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird, nachdem das Eingriffsstück 421 auf der fünften Führungsfläche 455 bewegt wurde (dritter Zustand), das elastische Element 430, da die fünfte Führungsfläche 455 eine geneigte Fläche ist, langsam verformt. Daher bewegt sich das Eingriffsstück 421 langsam zum zweiten Eingriffsabschnitt 322, ohne dass es zu einem schnellen Herabfallen kommt.
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Es wird auf 5B Bezug genommen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist der zweite Eingriffsabschnitt 322 ein Vorsprung, der von der Oberseite 343 nach außen oder in Richtung der Verriegelungsstruktur 400 vorsteht. Das Batteriemodul 300 wird weiter gedreht und das Eingriffsstück 421 wird weiter auf der Oberseite 343 bewegt, bis das Eingriffsstück 421 durch den zweiten Eingriffsabschnitt 322 verriegelt wird und nicht mehr weiter bewegt werden kann. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich der zweite Befestigungsmechanismus im Verriegelungszustand, wobei die Bewegung des Ziehstücks 425 durch das Schloss 445 begrenzt wird, sodass ein direktes Herunterfallen des Batteriemoduls 300 verhindert wird. Der Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel der 5A und dem Ausführungsbeispiel der 4B besteht darin, dass die Größe des zweiten Eingriffsabschnitts 322 unterschiedlich ist. Insbesondere sind die Größen der fünften Führungsfläche 455 und der fünften Führungsfläche 455b unterschiedlich. Der Drehvorgang des Batteriemoduls 300 bei dem Ausführungsbeispiel der 4B verläuft relativ sanft, während bei dem Ausführungsbeispiel der 5A eine große Kraft auf den zweiten Eingriffsabschnitt 322 aufgebracht werden muss, um ein deutlich spürbares Stoppgefühl zu erzeugen.
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Im vierten Zustand wird der Schlüssel 443 in das Schlüsselloch 447 eingeführt und der Schlüssel 443 zum Verschieben des Schlosses 445 gedreht, um ein Umschalten in den Entriegelungszustand der Verriegelungsstruktur 400 zu bewirken und somit in den dritten Zustand überzugehen. Wie in 4C gezeigt ist, kann im Entriegelungszustand das Ziehstück 425 bewegt und gleichzeitig das elastische Element 430 verformt werden (die Feder 431 zusammengedrückt werden), wobei das Eingriffsstück 421 auf die fünfte Führungsfläche 455 (oder die fünfte Führungsfläche 455b) des zweiten Eingriffsabschnitts 322 steigt und die Spitze des zweiten Eingriffsabschnitts 322 erreicht, um in den zweiten Zustand überzugehen.
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Nachdem das Eingriffsstück 421 am ersten Eingriffsabschnitt 321 vorbeigegangen ist, wird es auf der oberen Fläche 343 oder der vierten Führungsfläche 454 bewegt, bis das Batteriemodul 300 den Rohrkörper 210 verlässt, um somit in den ersten Zustand überzugehen. Auf diese Weise ist der Vorgang des Entfernens des Batteriemoduls 300 abgeschlossen.
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Wie oben beschrieben ist, wird bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beim Batteriemodul eine zweistufige Befestigungsstruktur durch Ausnutzung der Eigenschaften der Verformung und der Rückstellkraft des elastischen Elements 430, insbesondere die Eigenschaften der Kompressibilität und elastischen Rückstellbarkeit der Feder 431, geschaffen. In der ersten Stufe wird das Ziehstück 425 verschoben, wodurch die Feder 431 zusammengedrückt wird, das Eingriffsstück 421 vom ersten Eingriffsabschnitt 321 gelöst wird und die Verriegelungsstruktur 400 und das Batteriemodul 300 von der erststufigen Befestigungsstruktur gelöst werden. Da das Batteriemodul 300 aufgrund seines Eigengewichts herabfällt, hat die Feder 431 eine Rückstelleigenschaft, wodurch das Eingriffsstück 421 an der Oberseite 343 oder der fünften Führungsfläche 455 des Batteriemoduls 300 anliegt und auf der Oberseite 343 oder der vierten Führungsfläche 454 bewegt wird, bis das Eingriffsstück mit mindestens einem Teil des zweiten Eingriffsabschnitts 322, beispielsweise mit dem unteren Ende des zweiten Eingriffsabschnitts 322, mit der fünften Führungsfläche 455 des zweiten Eingriffsabschnitts 322 oder mit dem oberen Ende des zweiten Eingriffsabschnitts 322, in Eingriff gebracht ist, sodass die Verriegelungsstruktur 400 und das Batteriemodul 300 mit der zweitstufigen Befestigungsstruktur verriegelt werden, um ein direktes Herunterfallen des Batteriemoduls 300 zu verhindern. Zu diesem Zeitpunkt wird die Bewegung des Ziehstücks 425 durch das Schloss 445 begrenzt, sodass die Feder 431 nicht zusammengedrückt werden kann. Zum Entriegeln der zweitstufigen Befestigungsstruktur muss der Schlüssel 443 verwendet werden, damit das Ziehstück 425 bewegt und die Feder 431 wieder zusammengedrückt wird, wodurch die Verriegelungsstruktur und das Batteriemodul von der zweitstufigen Befestigungsstruktur gelöst werden, bevor das Batteriemodul 300 entfernt werden kann. Mit dieser Konstruktion ist es möglich zu verhindern, dass das Batteriemodul 300 direkt herunterfällt und dadurch das Batteriemodul 300 beschädigt wird oder der Benutzer davon getroffen wird.
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Die vorstehende Beschreibung stellt nur schematische spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht den Umfang der vorliegenden Erfindung beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung. Darüber hinaus ist anzumerken, dass die Komponenten der vorliegenden Erfindung nicht auf die oben beschriebene Gesamtanwendung beschränkt sind. Die in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung beschriebenen technischen Merkmale können einzeln oder in Kombination gemäß den tatsächlichen Bedürfnissen gewählt werden. Daher deckt die vorliegende Erfindung selbstverständlich andere Kombinationen und spezielle Anwendungen ab, die sich auf die vorliegende Erfindung beziehen.
