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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladegerät, ein elektrisch antreibbares Fortbewegungsmittel sowie eine Vorrichtung zur Aufnahme eines auswechselbaren elektrochemischen Energiespeichers (z.B. ein Akkumulator). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, deren elektrische Kontakte gegenüber Beschädigungen beim Einsetzen eines elektrochemischen Energiespeicherpacks geschützt werden.
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Für die Montage von Akkus an oder in E-Bikes gibt es unterschiedliche Mechanismen. Ein häufiges und typisches Prinzip funktioniert so, dass ein Halter aus zwei Befestigungspunkten besteht. Der Akku wird zuerst an einem Befestigungspunkt angesetzt und dann um diesen Ansatzpunkt schwenkend mit dem anderen Ende mit dem zweiten Befestigungspunkt zusammengeführt. Üblicherweise befindet sich die Verriegelung an diesem zweiten Punkt.
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Die elektrische Kontaktierung des Akkus findet meist am ersten Befestigungspunkt statt. Dies ist der Befestigungspunkt, an welchem der Akku zunächst in Kontakt mit der Aufnahme bzw. dem Ladegerät kommt. Für solche Kontaktsysteme, welche Steckerklingen umfassen können, welche in tulpenförmige Kontaktfedern eingeführt werden, ergibt sich der Nachteil, dass die halterseitigen und akkuseitigen Steckerelemente während des Einschwenkvorgangs relativ zueinander bewegt werden und dabei die Schwenkbewegung des Akkus zur Festlegung zwischen dem ersten und zweiten Befestigungspunkt mit ausführen müssen. Somit besteht die Relativbewegung der Steckerteile nacheinander aus zwei Bewegungsrichtungen: Zuerst erfolgt ein lineares Einstecken, welches mit einem Klinge-Tulpe-System gut funktioniert. Dann oder mit der linearen Bewegung überlagert folgt die Schwenkbewegung, welche für die Kontaktklinge in der Federtulpe nur in einer bestimmten Ebene (= Bewegungsrichtung) ohne übermäßige Belastung der Feder möglich ist. Das Ein- und Ausführen erfolgt hierbei im Wesentlichen linear entlang der X-Achse (Längsrichtung des Akkumulatorpacks) und ist im Stand der Technik bekannt. Anschließend erfolgt eine Schwenkbewegung in dem eingesteckten Zustand, um die Z-Achse, welche je nach Ausgestaltung der elektrischen Kontakte ebenfalls problemlos möglich, jedoch in der Bewegungsfreiheit durch Baugröße, insbesondere durch die Bauform des Steckergehäuses begrenzt ist. Ein Schwenken um die Y-Achse ist indessen nicht möglich bzw. führt schon bei geringen Schwenkwinkeln zu einer übermäßigen Belastung der elektrischen Kontakte, insbesondere der Feder.
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In einem System von Akku und Halter ist es für verschiedene Ausführungen notwendig, unterschiedliche spezifische Teile (Halter, Stecker, Akku) vorzusehen, obwohl die wesentlichen Funktionen identisch sind. Bevorzugt ist eine waagerechte und senkrechte Anordnung der Akkus für verschiedene Fahrrad(rahmen)-Designs. Hierzu sind Haltervarianten erforderlich, die diese Montageausrichtungen ermöglichen. Zusätzlich ist aufgrund des Problems der Einschwenkrichtungen erforderlich, hierfür spezifische Akkus anzubieten, um Funktion und äußere Form identisch sind. Dies bedingt höhere Herstellkosten, Logistikaufwand, Federmöglichkeiten und zudem einen Mehraufwand in der Lagerhaltung, u.a. beim Kunden.
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Wünschenswert ist ein System, bei dem beim Einsetzen der Akkus in an sich bekannter Weise (Ansetzen, dann Einschwenken oder Ansetzen, dann Einschieben) die Kontakte unabhängig von ihrer Ausrichtung nicht unzulässig belastet werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Der vorstehend genannte Bedarf wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Aufnahme eines auswechselbaren elektrochemischen Energiespeichers eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels gelöst. Der elektrochemische Energiespeicher kann beispielsweise in Form einer Brennstoffzelle, eines Akkumulators, einer (wieder aufladbaren) Batterie o.ä., ausgestaltet sein. Das elektrisch antreibbare Fortbewegungsmittel ist insbesondere ein elektrisch antreibbares Kleinfahrzeug, ein Lastenfahrrad, ein E-Bike, ein Pedelec, ein Elektroroller o.ä.
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Der elektrochemische Energiespeicher ist derart auswechselbar, dass er vom Anwender durch wenige Handgriffe aus der Vorrichtung (z.B. eine Akkuaufnahme eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels oder eines Ladegerätes) entnehmbar und durch einen geladenen bzw. entladenen Akkumulator ausgetauscht werden kann. Die Vorrichtung weist ein erstes Basisteil auf, welches die Vorrichtung in einer Peripherie (Fortbewegungsmittel bzw. Ladestation) festlegt. Das Basisteil ist somit ortsfest und dauerhaft mit der Peripherie mechanisch verbunden. Zusätzlich ist ein Kontaktträger zur Aufnahme des elektrochemischen Energiespeichers sowie zur elektrischen Energieübertragung an den elektrochemischen Energiespeicher oder aus dem elektrochemischen Energiespeicher vorgesehen. Der Kontaktträger kann beispielsweise induktiv oder konduktiv Energie in den Energiespeicher übertragen oder aus ihm abführen. Zusätzlich ist ein Riegel zur Verriegelung des elektrochemischen Energiespeichers in der Vorrichtung vorgesehen. Insbesondere eine unbeabsichtigte oder irrtümliche Entnahme des elektrochemischen Energiespeichers aus der Vorrichtung während einer Energieübertragung ist hierdurch verhindert oder erschwert. Erfindungsgemäß ist der Kontaktträger von einer ersten Position in eine zweite Position überführbar. Die erste und zweite Position könnten als Relativpositionen bezüglich des Basisteils verstanden werden. Hierzu ist der Kontaktträger verschieblich und/oder schwenkbar im Basisteil gelagert. Insbesondere ist er hierbei nicht ohne Werkzeug vom Basisteil zu trennen. In der ersten Position kann der elektrochemische Energiespeicher in den Kontaktträger eingesetzt und optional mit diesem verriegelt werden. Dieser Vorgang kann eine lineare Steckbewegung des Akkus in Richtung des Kontaktträgers aufweisen. Um den elektrochemischen Energiespeicher anschließend in der Vorrichtung festzulegen, kann bereits hierbei eine Verriegelung mit dem Kontaktträger und/oder dem Basisteil erfolgen. Die Verriegelung kann den elektrochemischen Energiespeicher am Kontaktträger verriegeln oder den elektrochemischen Energiespeicher am Basisteil und/oder den Kontaktträger gegenüber dem Basisteil derart verriegeln, dass ein Übergang in die erste Position nicht ohne Lösen der Verriegelung möglich ist. Der Kontaktträger kann mit dem eingesetzten elektrochemischen Energiespeicher in die zweite Position überführt werden. Hierbei kann der elektrochemische Energiespeicher gegenüber einer Entnahme bzw. einem Herausfallen aus der Vorrichtung gesichert/verriegelt werden. Die zweite Position ist diejenige Position, in welcher der Akkumulator beim Betrieb des elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels Energie abgibt bzw. beim Betrieb des Ladegerätes elektrische Energie aufnimmt. Durch die Überführbarkeit des Kontaktträgers von der ersten Position in die zweite Position ist eine relative Bewegung zwischen dem elektrochemischen Energiespeicher und dem Kontaktträger lediglich in der ersten Position erforderlich, während eine relative Bewegung zwischen dem Kontaktträger und dem elektrochemischen Energiespeicher beim Überführen in die zweite Position nicht mehr erforderlich ist. Die erste Position kann somit bevorzugt derart ausgestaltet sein, dass eine kontaktschonende elektrische Kontaktierung zwischen dem elektrochemischen Energiespeicher und dem Kontaktträger möglich ist, während die zweite Position für einen sicheren Betrieb der Vorrichtung bzw. des elektrochemischen Energiespeichers geeignet ist.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Der Kontaktträger kann aus der ersten Position in die zweite Position verschoben werden. Im Zuge dessen kann eine lineare Bewegung des elektrochemischen Energiespeichers in Richtung eines mit der Vorrichtung direkt verbundenen Rahmenteils eines Fahrrades oder in Richtung eines mit der Vorrichtung ausgestatteten Ladegerätes des Kontaktträgers vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Schwenken des Kontaktträgers aus der ersten Position in die zweite Position (oder umgekehrt) vorgesehen sein, wobei auch eine (anteilige) Rotation des elektrochemischen Energiespeichers möglich ist. Die Bewegung des Kontaktträgers (und des eingesetzten elektrochemischen Energiespeichers) von der ersten Position in die zweite Position und zurück, ist insbesondere durch eine Struktur geführt. Auf diese Weise kann eine vordefinierte und einfach zu handhabende Vorrichtung bereitgestellt werden.
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Der Kontaktträger kann eingerichtet sein, in der ersten Position elektrisch mit dem elektrochemischen Energiespeicher verbunden zu werden und während seines Wechsels sowie nach dem Wechsel in die zweite Position die elektrische Verbindung mit dem elektrochemischen Energiespeicher beizubehalten. Mit anderen Worten wird hierbei ein elektrischer Kontakt zwischen dem elektrochemischen Energiespeicher und dem Kontaktträger in der ersten Position hergestellt und bei der Überführung in die zweite Position beibehalten. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Kontaktträger in der ersten Position elektrisch noch nicht mit dem elektrochemischen Energiespeicher verbunden ist. Beispielsweise kann eine kinematische Führung der elektrischen Kontakte des Kontaktträgers derart ausgestaltet sein, dass in der ersten Position die elektrischen Kontakte in ein Gehäuse des Kontaktträgers eingefahren sind und erst nach Verlassen der ersten Position aus dem Gehäuse des Kontaktträgers ausgefahren und mit dem elektrochemischen Energiespeicher elektrisch, insbesondere galvanisch, verbunden werden. Das Ausfahren der elektrischen Kontakte kann beispielsweise im Zuge der Überführung aus der ersten Position in die zweite Position erfolgen. Hierbei kann eine Struktur des Basisteils und/oder der Peripherie auf den Kontaktträger einwirken, so dass die Struktur die elektrischen Kontakte aus dem Gehäuse des Kontaktträgers herausschiebt oder -dreht. Dies hat den Vorteil, dass die elektrischen Kontakte in der ersten Position nicht übermäßigen Beanspruchungen ausgesetzt werden können und vor Umwelteinflüssen (Feuchtigkeit und Verschmutzung, etc.) geschützt sind.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine (insbesondere mechanisch betätigbare) Schalteinrichtung (oder „Trenneinrichtung“) am Kontaktträger vorgesehen sein, um die Peripherie elektrisch gegenüber den elektrischen Kontakten des Kontaktträgers in der ersten Position zu isolieren und erst nach dem Verlassen der ersten Position, insbesondere vor Erreichen der zweiten Position automatisch elektrisch mit der Peripherie zu verknüpfen. Auch diese elektrische Schalteinrichtung kann beispielsweise über eine in der Peripherie oder dem Basisteil angeordnete Struktur erfolgen, welche auf die Schalteinrichtung einwirkt, wenn der Kontaktträger aus der ersten Position in die zweite Position in die zweite Position überführt wird.
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Die im Kontaktträger angeordneten elektrischen Kontakte können im Wesentlichen ortsfest mit dem Kontaktträger verbunden sein. Auf diese Weise wird eine gemeinsame Überführung der elektrischen Kontakte zwischen der ersten und der zweiten Position des Kontaktträgers mit dem Kontaktträger bewirkt. Somit ist der Verschleiß der elektrischen Kontakte im Kontaktträger minimiert und deren Anordnung im Kontaktträger vereinfacht sich.
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Die Vorrichtung kann ein zweites Basisteil aufweisen, welches eingerichtet ist, den elektrochemischen Energiespeicher in Verbindung mit dem ersten Basisteil zu haltern. Klassischerweise wird ein zweites Basisteil an einem longitudinal bezüglich des Akkus dem ersten Basisteil gegenüberliegenden Bereich angeordnet, so dass eine beiderseitige Halterung des elektrochemischen Energiespeichers möglich ist. Das zweite Basisteil kann an einem der Vorrichtung zugehörigen Bestandteil angeordnet sein, an welchem auch das erste Basisteil angeordnet ist. Alternativ können das zweite Basisteil und das erste Basisteil erst nach Montage/Festlegung in einer gemeinsamen Peripherie relativ zueinander festgelegt werden. Letzteres ermöglicht die Verwendung der Vorrichtung für unterschiedlich lange Akkumulatorpacks.
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Bevorzugt kann ein Riegel in dem zusätzlichen Basisteil angeordnet sein, so dass ein Riegel im Kontaktträger bzw. im ersten Basisteil entfallen kann. Der Riegel verhindert somit ein unerwünschtes Überführen des Kontaktträgers aus der zweiten Position in die erste Position. Entsprechendes gilt für die Position des elektrochemischen Energiespeichers. Somit wird eine zuverlässige und ergonomische Festlegung des elektrochemischen Energiespeichers in der Vorrichtung ermöglicht.
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Die elektrischen Kontakte des Kontaktträgers können in Form einer tulpenförmigen Kontaktfeder und/oder in Form einer Kontaktklinge und/oder in Form federgelagerter Kontaktstifte vorgesehen sein. Insbesondere durch die behutsame Kontaktierung der elektrischen Kontakte des Kontaktträgers mit den elektrischen Kontakten des elektrochemischen Energiespeichers kann eine elektrisch optimierte bzw. auf den jeweiligen Anwendungsfall optimierte Ausgestaltung der elektrischen Kontakte erfolgen, da deren Kontaktierung in der ersten Position in eng vordefiniertem Rahmen erfolgt und eine übermäßige Beanspruchung der elektrischen Kontakte verhindert.
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Hierzu kann insbesondere eine Führungsstruktur vorgesehen sein, welche beispielsweise am Kontaktträger und/oder am Basisteil angeordnet ist. Die Führungsstruktur ist eingerichtet, den elektrochemischen Energiespeicher beim Einsetzen in den Kontaktträger zu führen. Dies kann beispielsweise eine lineare Führung in Richtung der elektrischen Kontakte des Kontaktträgers bedeuten. Die Führungsstruktur kann auch als sog. Design-Tube bzw. Design-Hülse ausgestaltet sein, eine Kavität, in welcher der Akku in der zweiten Position betriebs- und bestimmungsgemäß angeordnet wird, um ihn gegen Verschmutzungen, Feuchtigkeit und Fremdkörpern zu schützen. Auch optisch kann es vorteilhaft wirken, selbst bei nicht eingesetztem Akkumulator ein optisches Erscheinungsbild des elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels zu gewährleisten, welches einem Betriebszustand mit eingesetztem Akkumulator ähnelt oder identisch ist. Mit anderen Worten kann der Kontaktträger ein Element aufweisen, welches als Mantel, Behälter oder Hülse zum Einsetzen des Akkumulators in die Vorrichtung geeignet ist. Einerseits ergibt sich eine stabile und zuverlässige Führung für den Vorgang des Einsetzens des elektrochemischen Energiespeichers in die Vorrichtung, andererseits ist der Akkumulator zusätzlich gegen Sonneneinstrahlung und mechanische Belastungen geschützt.
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Auch am Basisteil kann ein Riegel vorgesehen sein, welcher eine Überführung des Kontaktträgers aus der zweiten Position in die erste Position in einem verriegelten Zustand verhindert. Somit kann grundsätzlich eine einseitige Aufnahme des elektrochemischen Energiespeichers bereitgestellt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine von der Peripherie (z.B. ein Rahmenteil oder eine Struktur eines Ladegeräts o.ä.) in der ersten Position eine zusätzliche Stabilisierung des elektrochemischen Energiespeichers bewirkt. Beispielsweise kann der Kontaktträger in der ersten Position den elektrochemischen Energiespeicher zwischen sich und einem Rahmenteil des elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels einklemmen. Eine Entnahme des elektrochemischen Energiespeichers aus der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der ersten Position somit nicht möglich und ein Überführen des Kontaktträgers in die zweite Position durch den Riegel vereitelt. Der Riegel kann auch ein Schloss (z.B. mit einem Schlüssel oder einer anderen Autorisierungseinrichtung) aufweisen oder mit einer solchen zusammenwirken.
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Die elektrischen Kontakte des Kontaktträgers können auf einer dem elektrochemischen Energiespeicher gegenüberliegenden Seite eingerichtet sein, über Schleifkontakte, Bürsten, Feder-Kontaktzungen o.ä., elektrisch mit weiteren Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder der Peripherie verbunden zu werden. Insbesondere kann das Basisteil entsprechende elektrische Kontakte aufweisen, welche erst beim Überführen des Kontaktträgers in die zweite Position in elektrischen Kontakt mit den elektrischen Kontakten des Kontaktträgers treten. Dies erübrigt flexible Kabel zur Energieübertragung zwischen dem Kontaktträger und dem Basisteil bzw. dem Kontaktträger und den übrigen Bestandteilen der Vorrichtung.
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Bevorzugt sind die elektrischen Kontakte im Kontaktträger über flexible Leitungen mit übrigen Bestandteilen der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbunden. Eine konduktive Leitung ist einerseits weniger fehleranfällig und andererseits energetisch und verschleißtechnisch zu bevorzugen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ladegerät für einen elektrochemischen Energiespeicher (z.B. einen Akkumulator, Akku-Pack, o.ä.) vorgeschlagen, welcher eine Vorrichtung gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt aufweist. Mit anderen Worten ist das Ladegerät als Peripherie in den obigen Ausführungen zu verstehen. Die Vorteile beim Einbringen des elektrochemischen Energiespeichers in das Ladegerät entsprechend dem oben vorgetragenen Punkt.
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Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektrisch antreibbares Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung gemäß dem erstgenannten Erfindungsaspekt aufweist. Das elektrisch antreibbare Fortbewegungsmittel kann als elektrisch antreibbares Kleinfahrzeug, insbesondere E-Bike, Pedelec, Lastenfahrrad, E-Trike, Elektroroller, E-Scooter, o.ä., ausgestaltet sein. Das elektrisch antreibbare Fortbewegungsmittel kann einspurig, zweispurig oder mehrspurig ausgestaltet sein. Auch bezüglich des elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels ergeben sich die Merkmale, Merkmalskombinationen und Vorteile derart ersichtlich entsprechend den obigen Ausführungen, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf diese verwiesen wird.
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Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung umfasst, ein Haltesystem mit zwei Befestigungspunkten in erfindungsgemäßer Weise fortzubilden. Das erste Halterteil kann einen beweglichen (vorzugsweise schwenkbaren) Mechanismus tragen, an dem ein halterseitiger Stecker angebracht ist. Der Stecker ist zum Zeitpunkt des Einsetzens des Akkus von seiner Betriebslage weggeschwenkt, derart, dass der Akku im Wesentlichen linear auf diesen Stecker aufgesetzt wird. Durch Positionierelemente werden dabei Akku und Stecker aneinander ausgerichtet bzw. zueinander ausgerichtet. Die Einschwenkbewegung erfolgt dann teilweise geführt. Während der Einschwenkbewegung ergibt sich keine wesentliche Relativbewegung mehr zwischen Akku und halterseitigem Stecker. Dadurch spielt die Ausrichtung der Stecker keine Rolle mehr. Auch die Gestalt der Stecker kann freier gewählt werden und unterschiedliche Relativbewegungen zwischen den elektrischen Kontakten des Akkus und der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nicht mehr konstruktiv zu berücksichtigen sein.
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Ein weiterer Kern der Erfindung umfasst, dass der halterseitige Stecker der Bewegung des Akkus folgt. Dies kann erreicht werden, indem der Steckerträger schwenkbar ist. Der Steckerträger könnte aber auch elastisch an den Halter angebunden sein, z.B. eine Blattfeder (Kunststoff oder Stahl), oder durch ein elastisches Schaumelement. In beiden Fällen könnte das elastische Element gleichzeitig noch vorteilhaft eine Vorspannung im Halter aufbauen und hierbei vibrationshemmend wirken.
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Die Positionierungs- oder Führungselemente sollten bevorzugt eine enge lineare Führung zwischen dem Akkumulator und dem Steckerträger gewährleisten, bevorzugt zumindest auf einer Länge, die dem Einführweg der Steckerklinge in die Kontakttulpe (sofern die elektrischen Kontakte derart ausgestaltet sind) entspricht. Diese Führungselemente können durch Zapfen und Öffnungen ausgeführt sein. Die Führungselemente können aber auch eine schalenähnliche Aufnahme auf der Halterseite sein, in die der Akkumulator eingesteckt wird. Dieser Vorgang kann mit dem Einsetzen von Tonbandkassetten in einen Kassettenrekorder verglichen werden, bei welchem eine ausschwenkbare Klappe eine Führungsstruktur aufweist, in welche die Audiokassette eingeführt wird. Erst beim anschließenden Einschwenken der Klappe wird die Audiokassette in Kontakt mit dem rekorderseitigen Antrieb, dem Tonkopf etc., gebracht. Die Führungselemente können auch aus einem Schienensystem (Nut-Feder-System, T-Nut-Führung, o.ä.) bestehen oder ein solches umfassen.
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Es ist sogar denkbar, in diesem Halterteil auch die Verriegelung für den Akkumulator unterzubringen. Je nach Steifigkeit der Führungselemente kann dann sogar auf ein zweites (gegenüberliegendes) Halterteil komplett verzichtet werden.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines im Stand der Technik bekannten Ladegerätes;
- 2 eine perspektivische Darstellung im Stand der Technik grundsätzlich bekannter Kontaktfedern und Kontaktklingen;
- 3 eine geschnittene Seitenansicht eines Kontaktierungsvorgangs zwischen einem im Stand der Technik bekannten Kontaktträger durch einen elektrochemischen Energiespeicher;
- 4 eine geschnittene Seitenansicht eines Kontaktierungsvorgangs zwischen einem im Stand der Technik bekannten Kontaktträger durch einen elektrochemischen Energiespeicher;
- 5 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Einsetzen eines Akkumulators in einen in eine erste Position geschwenkten Kontaktträger;
- 6 die in 5 dargestellte Anordnung nach dem Einsetzen des Akkumulators in den Kontaktträger;
- 7 eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels mit linear verschieblichen Kontakten im Kontaktträger eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 8 eine schematische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit linear verschieblichem Kontaktträger in einem Basisteil; und
- 9 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektrisch antreibbaren Fahrrades mit einem elektrochemischen Energiespeicher.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein im Stand der Technik grundsätzlich bekanntes Ladegerät, in welchem eine Vorrichtung 1 zur Aufnahme eines elektrochemischen Energiespeichers in Form eines Akkumulators 2 vorgesehen ist. Beim Einsetzen wird die die elektrischen Kontakte des Akkumulators 2 aufweisende Seite zunächst in Kontakt mit einem feststehenden Kontaktträger 5 gebracht, welcher somit auch als Basisteil 3 fungiert. Anschließend wird der Akkumulator 2 in Richtung eines Pfeils P um den Kontaktträger 5 geschwenkt und in seiner Endlage durch ein zweites Basisteil verriegelt. Das Ladegerät 4 als Ausführungsbeispiel einer Peripherie ist über einen elektrischen Netzstecker mit elektrischer Energie versorgbar. Durch die schwenkende Relativbewegung zwischen dem Akkumulator 2 und dem Basisteil 3 bzw. dem Kontaktträger 5 werden elektrische Kontakte seitens der Vorrichtung 1 sowie seitens des Akkumulators 2 vergleichsweise stark beansprucht.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer tulpenförmigen Kontaktfeder 9 in Verbindung mit einer Kontaktklinge 11. Je nach Relativbewegung und Relativbewegungsrichtung ist ein annehmbarer oder übermäßiger Verschleiß, insbesondere der tulpenförmigen Kontaktfeder 9, zu erwarten.
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3 zeigt eine im Stand der Technik grundsätzlich bekannte Vorrichtung, bei welcher die schwenkende Bewegung zwischen einer Kontaktklinge 11 und einer tulpenförmigen Kontaktfeder im Zuge eines Einsetzens eines Akkumulators 2 in einen Kontaktträger 5 einer Vorrichtung 1 unproblematisch vollzogen werden kann. Die relative Orientierung zwischen der tulpenförmigen Kontaktfeder 9 und der Kontaktklinge 11 ist für die dargestellte Schwenkbewegung ausgelegt.
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4 zeigt eine zur in 3 gezeigten Vorrichtung 1 ähnliche Vorrichtung 1, bei welcher jedoch die Kontaktklinge 11 durch einen Kontaktstift 13 ersetzt ist und in die kontaktträgerseitige Kontaktklemme 9 eingreifen soll. Aufgrund des Schwenkvorgangs des Akkumulators 2 gegenüber dem Kontaktträger 5 ist von einer erheblichen Beanspruchung der Kontaktklemme 9 auszugehen, welche in weiterer Folge eine unzuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem Akkumulator 2 und dem Kontaktträger 5 der Vorrichtung 1 bewirken kann.
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5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, in welcher ein Basisteil 3 einen gegenüber ihm schwenkbaren Kontaktträger 5 lagert. Der Kontaktträger 5 weist seinerseits im Wesentlichen fest in ihm angeordnete elektrische Kontakte 7 auf, welche durch die tulpenförmigen Kontaktfedern 4 im Akkumulator 2 kontaktiert werden, wenn der Akkumulator 2 über die linearen Führungen als Führungsstruktur in den Kontaktträger 5 eingesetzt wird. Der dargestellte Vorgang findet in der ersten Position des Kontaktträgers 5 statt. Nach der elektrischen Verbindung zwischen dem Akkumulator 2 und dem Kontaktträger 5 kann der Kontaktträger 5 gemeinsam mit dem Akkumulator 2 in die zweite Position überführt werden.
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6 zeigt die in 5 dargestellte Situation nach einem vollständigen Einsetzen des Akkumulators 2 in den Kontaktträger 5. In Richtung eines Pfeils P verschwenkt wird der Akkumulator 2 durch einen zweiten, dem ersten Basisteil 3 gegenüberliegenden Basisteil 8 mit einem Riegel 6 verriegelt. Der Riegel 6 verhindert ein unerwünschtes Verlassen der zweiten Position des Verbundes zwischen Akkumulator 2 und Kontaktträger 5. Auf diese Weise ist der Akkumulator 2 einerseits elektrisch schonend und sicher in der Vorrichtung 1 angeordnet, andererseits in der Peripherie 4 festgelegt.
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7 zeigt eine seitliche geschnittene Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, in welcher ein Akkumulator 2 mit elektrochemischen Zellen 15 noch nicht vollständig in einem Kontaktträger 5 eingesetzt ist. Dessen Führungsstrukturen 10 sind als Design-Tube ausgestaltet und somit eingerichtet, den Akkumulator 2 fast vollständig aufzunehmen, wenn er in den Kontaktträger 5 eingesetzt ist. Die Vorrichtung 1 ist in einer ersten Position dargestellt. Die tulpenförmigen Kontaktfedern 9 des Akkumulators 2 sind noch nicht mit den elektrischen Kontakten 7 des Kontaktträgers 5 verbunden. Selbst in einer vollständig eingesteckten Position ist in diesem Ausführungsbeispiel noch kein elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktträger 5 und dem Akkumulator 2 möglich. Vielmehr sind die elektrischen Kontakte 7 in einem Kontakthalter 14 angeordnet, welcher verschieblich im Kontaktträger 5 gelagert ist. In der dargestellten Position sind die Kontakte 7 noch im Bodenteil des Kontaktträgers 5 versenkt. Erst nach Einschwenken des Kontaktträgers 5 in die zweite Position, wobei ein Riegel 6 in eine Hinterschneidung 17 des Kontaktträgers 5 eingreift und ein unerwünschtes Verlassen der zweiten Position verhindert, greift eine aus dem Basisteil 3 hervorstehende Struktur 16 derart in den Kontaktträger 5 ein, dass der Kontakthalter 14 in Richtung des Akkumulators 2 aus dem Kontaktträger 5 gedrückt wird und die elektrischen Kontakte 7 aus dem Boden des Kontaktträgers 5 hinausgedrückt werden. Hierbei geraten die elektrischen Kontakte 7 in Verbindung mit den tulpenförmigen Kontaktfedern 9 des Akkumulators 2. Die elektrische Verbindung zwischen der Vorrichtung 1 und dem Akkumulator 2 ist somit erst nach Verlassen der ersten (dargestellten) Position bzw. kurz vor Erreichen der zweiten (nicht dargestellten) Position hergestellt.
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8 zeigt eine seitliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, in welcher ein Kontaktträger 5 linear verschieblich in Richtung eines Doppelpfeils P in einem ersten Basisteil 3 gelagert ist. Wird der Kontaktträger 5 gegenüber dem Basisteil 3 derart verschoben, dass er sich maximal von der Peripherie 4 entfernt hat, kann ein (nicht dargestellter) Akkumulator durch die Führungsstruktur 10 geführt linear auf die elektrischen Kontakte 7 aufgeschoben werden. Anschließend wird der (nicht dargestellte) Akkumulator gemeinsam mit dem Kontaktträger 5 in Richtung des Doppelpfeils P auf die Peripherie 4 zubewegt, wobei er in seiner Endlage durch den Riegel 6 am zweiten Basisteil 8 verriegelt wird.
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9 zeigt ein elektrisch antreibbares Fahrrad 12 als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels. An einem Rahmenrohr ist ein Akkumulator 2 angeordnet, welcher durch eine (nicht dargestellte) erfindungsgemäße Vorrichtung in der Peripherie in Form des elektrisch antreibbaren Fahrrads 12 gehaltert wird.
