DE102021204899A1

DE102021204899A1 - Adapter für ein Elektrofahrrad

Info

Publication number: DE102021204899A1
Application number: DE102021204899.4A
Authority: DE
Inventors: Robert Molitor
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2021-05-14
Filing date: 2021-05-14
Publication date: 2022-11-17

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Adapter für ein Elektrofahrrad, aufweisend ein Adaptergehäuse und zumindest drei Verbindungsschnittstellen, wobei die Verbindungsschnittstellen zur elektrischen Verbindung zumindest einer Energieversorgungsvorrichtung mit zumindest einem Verbraucher und/oder einer Energieversorgungsvorrichtung ausgebildet sind. Es wird vorgeschlagen, dass die Verbindungsschnittstellen unbeweglich mit dem Adaptergehäuse verbunden sind.

Description

Stand der Technik
In Der DE 20 2013 008 187 U1 ist ein Fahrradrahmen mit einem länglichen Einschnitt zur Aufnahme einer Energieversorgungseinheit beschrieben.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Adapter für ein Elektrofahrrad, aufweisend ein Adaptergehäuse und zumindest drei Verbindungsschnittstellen, wobei die Verbindungsschnittstellen zur elektrischen Verbindung zumindest einer Energieversorgungsvorrichtung mit zumindest einem Verbraucher und/oder einer weiteren Energieversorgungsvorrichtung ausgebildet sind. Es wird vorgeschlagen, dass die Verbindungsschnittstellen unbeweglich mit dem Adaptergehäuse verbunden sind. Vorteilhaft kann dadurch ein kompakter Aufbau des Adapters realisiert werden.
Der Adapter ist dazu ausgebildet, die zumindest eine Energieversorgungsvorrichtung und den zumindest einen Verbraucher elektrisch zu verbinden. Die Energieversorgungsvorrichtung kann beispielsweise als ein Akkupack ausgebildet sein. Der Akkupack weist ein Akkupackgehäuse auf, in welchem zumindest eine Akkuzelle angeordnet ist. Die Akkuzelle kann als eine galvanische Zelle ausgebildet sein, die einen Aufbau aufweist, bei dem ein Zellpol an einem Ende und ein weiterer Zellpol an einem gegenüberliegenden Ende zu liegen kommen. insbesondere weist die Akkuzelle an einem Ende einen positiven Zellpol und an einem gegenüberliegenden Ende einen negativen Zellpol auf. Bevorzugt sind die Akkuzellen als lithiumbasierte Akkuzellen bzw. Li-Ionen Akkuzellen ausgebildet. Die Akkuspannung des Akkupacks ist in der Regel ein Vielfaches der Spannung einer einzelnen Akkuzelle und ergibt sich aus der Schaltung (parallel oder seriell) der Akkuzellen. Ebenso ist denkbar, dass die Akkuzellen als prismatische Zellen oder Pouch Zellen ausgebildet sind. Bei gängigen Akkuzellen mit einer Spannung von 3,6 V ergeben sich somit beispielhafte Akkuspannung von 3,6 V, 7,2 V, 10, 8 V, 14,4 V, 18 V, 36 V, 54 V, 108 V etc. Bevorzugt ist die Akkuzelle als zumindest im Wesentlichen zylinderförmige Rundzelle ausgebildet, wobei die Zellpole an Enden der Zylinderform angeordnet sind. Das Akkupackgehäuse ist insbesondere als ein Außengehäuse ausgebildet.
Der Akkupack kann als ein Wechselakkupack ausgebildet sein, der werkzeuglos lösbar mit dem Elektrofahrrad, insbesondere mit dem Adapter, verbindbar ist. Wechselakkupacks können von dem Benutzer zum Laden oder zum Schutz gelöst werden. Alternativ kann der Akkupack auch als ein Festakkupack ausgebildet sein, der im oder am Elektrofahrrad fest verbaut und nicht werkzeuglos demontierbar ist. Derartige Akkupacks werden ausschließlich im mit dem Elektrofahrrad verbauten Zustand geladen und sind nicht durch den Benutzer werkzeuglos entnehmbar ausgebildet. Der Akkupack kann als ein integrierter Akkupack ausgebildet sein, der im mit dem Elektrofahrrad verbundenen Zustand teilweise oder vollständig in einem Gehäuse oder in einem Rahmen des Elektrofahrrads angeordnet ist. Alternativ ist auch denkbar, dass der Akkupack am Rahmen, im Bereich des Getränkehalters, im Bereich des Gepäckträgers, etc. mit dem Elektrofahrrad verbindbar ausgebildet ist. Das Elektrofahrrad kann eine oder mehrere Energieversorgungsvorrichtungen aufweisen, beispielsweise zwei Wechselakkupacks, zwei Festakkupacks oder ein Wechselakkupack und ein Festakkupack.
Das Elektrofahrrad umfasst eine einen Elektromotor aufweisende Antriebseinheit, wobei der Akkupack im verbundenen Zustand den Elektromotor mit Energie versorgt. Das Elektrofahrrad umfasst zwei Räder, wobei eine Antriebsbewegung des Elektromotors auf zumindest ein Rad übertragen wird. Das Elektrofahrrad umfasst eine Steuereinheit, die zur Steuerung und/oder Regelung des Elektrofahrrads, insbesondere der Antriebseinheit, ausgebildet ist. Zudem umfasst das Elektrofahrrad vorzugsweise ein HMI (Human-Machine-Device), wobei das HMI eine Bildschirmeinheit zur Anzeige von Informationen und eine Bedieneinheit zur Einstellung des HMI und/oder des Elektrofahrrads aufweist. Das HMI ist insbesondere als eine Ladezustandsanzeige ausgebildet, über die ein Ladezustand des Akkupacks im verbundenen und/oder nicht verbundenen Zustand anzeigbar ist. Das Elektrofahrrad weist einen Rahmen auf. Im Rahmen können Sensoren, die Steuereinheit, die Antriebseinheit, die Verbindungsvorrichtung und/oder der Akkupack vollständig oder teilweise angeordnet sein. Das Gehäuse bzw. der Rahmen des Fortbewegungsmittels besteht vorzugsweise überwiegend oder vollständig aus Metall und/oder aus einem faserverstärktem Kunststoff.
Der Verbraucher kann als die Antriebseinheit des Elektrofahrrads ausgebildet sein. Das Elektrofahrrad kann allerdings auch weitere Verbraucher, wie beispielsweise das HMI, eine Fahrradbeleuchtung, ein Fahrraschschloss, etc. aufweisen.
Die Verbindungsschnittstellen können zur Herstellung der elektrischen Verbindung beispielsweise elektrische Kontaktelemente, wie beispielsweise Kontakttulpen, Kontaktklingen, oder Rundkontakte aufweisen. Es ist ebenso denkbar, dass zumindest eine der Verbindungsschnittstellen als eine Standart-Hardwareschnittstelle ausgebildet ist, wie beispielsweise eine USB-Schnittstelle. Die mechanische Verbindung der Verbindungsschnittstellen kann über die elektrischen Kontaktelemente erfolgen oder über separate Kraft- und/oder Formschlusselemente wie beispielsweise Ausnehmungen, Rastelemente, Konusgeometrien, etc. erfolgen. Die Verbindungsschnittstellen sind derart fest mit dem Adaptergehäuse verbunden, dass die Verbindungsschnittstellen sich nicht relativ zu dem Adaptergehäuse bewegen können. Die Verbindungsschnittstellen können teilweise einteilig oder einstückig mit dem Adaptergehäuse ausgebildet sein. Unter einstückig soll im Zusammenhang dieser Anmeldung verstanden werden, dass ein Bauteil aus einem Stück, und somit aus einem Material, gefertigt ist und nicht mehrere Komponenten, die über einen Stoff-, Kraft- und/oder Formschluss miteinander verbunden sind. Unter einteilig soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine einstückige Komponente oder mehrere einstückige Komponenten, die stoffschlüssig miteinander verbunden sind, verstanden werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zumindest eine, insbesondere zumindest zwei, der Verbindungsschnittstellen sowohl mit einer Energieversorgungsvorrichtung als auch mit einem Verbraucher verbindbar ausgebildet sind. Vorteilhaft kann dadurch der Adapter flexibel im Elektrofahrrad eingesetzt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zumindest zwei der Verbindungsschnittstellen mit einem Kabel verbindbar ausgebildet sind. Vorteilhaft kann dadurch der Adapter flexibel im Elektrofahrrad eingesetzt werden. Die Verbindung mit dem Kabel erfolgt vorzugsweise über eine Steckverbindung. Die Steckverbindung kann werkzeuglos oder nur unter Zuhilfenahme eines Werkzeugs lösbar ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Verbindungsschnittstelle derart ausgebildet, dass die mechanische Verbindung der Verbindungsschnittstelle mit dem Kabel werkzeuglos erfolgt.
Zudem wird vorgeschlagen, dass zumindest zwei der Verbindungsschnittstellen als Buchseneinheiten ausgebildet sind. Die Buchseneinheit weist eine isolierte Hülse zur Aufnahme einer Steckereinheit auf. Die Hülse ist vorzugsweise einstückig oder einteilig mit dem Adaptergehäuse ausgebildet. Innerhalb der isolierten Hülse weist die Buchseneinheit zumindest zwei elektrische Kontaktelemente auf, die sich bevorzugt entlang der Hülse erstrecken. Die elektrischen Kontaktelemente ragen vorzugsweise nicht über die Hülse hinaus.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass eine der Verbindungsschnittstelle als eine Steckereinheit ausgebildet ist, die insbesondere nur zur Verbindung mit der Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere mit einer Primärenergieversorgungsquelle, ausgebildet ist. Die Steckereinheit ist insbesondere korrespondierend zu einer Buchseneinheit der Energieversorgungsvorrichtung ausgebildet. Die Steckereinheit umfasst zumindest zwei elektrische Kontaktelemente. Unter eine Primärenergieversorgungsquelle soll im Zusammenhang dieser Anmeldung insbesondere eine Energieversorgungsvorrichtung verstanden werden, ohne die ein Betrieb des Elektrofahrrads, insbesondere der Antriebseinheit des Elektrofahrrads, nicht möglich ist.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Verbindungsschnittstelle, insbesondere die Buchseneinheit, zumindest zwei elektrische Kontaktelemente aufweist, zwischen denen ein Wasserablauf angeordnet ist. Die zwei elektrischen Kontaktelemente sind insbesondere als Leistungskontakte ausgebildet. Vorteilhaft kann dadurch ein Kurzschluss verhindert werden. Die Verbindungsschnittstelle weist insbesondere einen Boden auf, der sich im Wesentlichen senkrecht zu den elektrischen Kontaktelementen erstreckt. Bevorzugt ist der Wasserablauf als eine Aussparung in dem Boden der Verbindungsschnittstelle ausgebildet. Das Adaptergehäuse ist vorzugsweise im Bereich des Bodens der Verbindungsschnittstelle doppelwandig ausgebildet, sodass eine Feuchtigkeit und/oder Flüssigkeiten durch den Wasserablauf nicht in einen Innenbereich des Adaptergehäuses eindringen können.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Buchseneinheiten und die Steckereinheit auf unterschiedlichen Seiten, insbesondere auf benachbarten Seiten, des Adapters angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich können zudem zwei Buchseneinheiten auf der gleichen Seite oder auf unterschiedlichen Seiten, insbesondere benachbarten Seiten, angeordnet sein.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Adapter zumindest einen Metallkontakt aufweist, wobei der Metallkontakt zumindest ein elektrisches Kontaktelement, das zur Kontaktierung vorgesehen ist, und/oder ein Verbindungselement, das zur Verbindung mit einem weiteren Metallkontakt vorgesehen ist, aufweist. Die Metallkontakte können einer einzelnen Verbindungsschnittstelle oder mehrerer Verbindungsschnittstellen zugeordnet sein. Die elektrischen Kontaktelemente des Metallkontakts sind insbesondere zur elektrischen Verbindung des Adapters mit der Energieversorgungsvorrichtung und/oder dem Verbraucher vorgesehen. Die Verbindungselemente können derart ausgebildet sein, dass die unterschiedlichen Metallkontakte direkt oder indirekt miteinander verbunden sind. Die direkte Verbindung kann beispielsweise über einen Kontakt der jeweiligen Verbindungselemente der Metallkontakte erfolgen. Eine indirekte Verbindung der Metallkontakte kann beispielsweise über eine Leiterplatte oder über eine Kabelverbindung erfolgen.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Metallkontakt einstückig ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch ein kompakter Adapter realisiert werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das elektrische Kontaktelement des Metallkontakts als ein Rundkontakt ausgebildet ist und das Verbindungselement als ein Einpressstift ausgebildet ist. Vorteilhaft kann dadurch ein besonders kompakter Adapter realisiert werden. Der Rundkontakt und der Einpressstift sind vorzugsweise auf unterschiedlichen, insbesondere gegenüberliegenden, Seiten angeordnet.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass ein Abstand des Rundkontakts von dem Einpressstift kleiner ist, als eine Länge des Rundkontakts, vorzugsweise kleiner ist als 75% der Länge des Rundkontakts. Vorteilhaft kann dadurch die Kompaktheit des Adapters weiter verbessert werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Metallkontakt zwei Paar seitliche Führungsflächen aufweist, die unmittelbar benachbart zu dem Einpressstift auf unterschiedlichen Seiten des Einpressstifts angeordnet sind. Die Führungsflächen sind zur Führung des Metallkontakts während des Herstellungsprozesses, insbesondere zur präzisen Positionierung im Spritzgusswegzeug, vorgesehen. Die zwei Paar Führungsflächen sind auf gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Der Abstand der ersten Führungsflächen von den zweiten Führungsflächen ist insbesondere kleiner als 200% einer Länge des Einpressstifts, vorzugsweise kleiner als 150% der Länge des Einpressstifts.
Zudem wird vorgeschlagen, dass der Metallkontakt je Verbindungsschnittstelle ein elektrisches Kontaktelement aufweist. Der Metallkontakt kann einer Verbindungsschnittstelle oder mehreren Verbindungsschnittstellen zugeordnet sein. Ist der Metallkontakt zwei unterschiedlichen Verbindungsschnittstellen zugeordnet, weist der Metallkontakt beispielhaft zwei elektrischen Kontaktelemente auf.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Elektrofahrrad mit einem Adapter, vorzugsweise mit zumindest zwei Adaptern, wie zuvor beschrieben. Der Adapter, insbesondere das Adaptergehäuse des Adapters, weist vorzugsweise Verbindungselemente auf, die zur kraft- und/oder formschlüssigen Verbindung des Adapters mit dem Elektrofahrrad ausgebildet sind. Vorteilhaft kann dadurch der Adapter flexibel in unterschiedlichen Elektrofahrrädern eingesetzt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Adapter über ein Kabel miteinander verbunden sind. Vorteilhaft können die Adapter dadurch elektrisch miteinander verbunden werden. Vorteilhaft können dadurch zwei Energieversorgungen mit einem oder mehreren Verbrauchern verbunden werden. Es ist allerdings ebenso denkbar, durch Erhöhung der Anzahl der Adapter oder durch eine andere Ausgestaltung der einzelnen Adapter eine größere Anzahl an Energieversorgungen mit einem oder mehreren Verbrauchern zu verbinden.
Zudem betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für einen Metallkontakt mit einem elektrischen Kontaktelement, das als ein Rundkontakt ausgebildet ist und einem als ein Einpressstift ausgebildeten Verbindungselement, wobei der Metallkontakt einstückig ausgebildet ist. Es wird vorgeschlagen, dass der Metallkontakt ausgehend von einem Flachmaterial, insbesondere einem Blech, hergestellt wird. Vorteilhaft kann dadurch ein kostengünstiger und kompakter Metallkontakt realisiert werden. Vorzugsweise wird der Rundkontakt mittels eines Schmiedevorgang hergestellt.
Die Erfindung betrifft ferner insbesondere ein Herstellungsverfahren für einen Adapter für ein Elektrofahrrad, aufweisend folgende Verfahrensschritte in der beschriebenen Reihenfolge:

- Umspritzen von Metallkontakten mit einem ersten Kunststoff zur Herstellung eines Adaptergehäuses;
- Anspritzen des Adaptergehäuses mit einem zweiten Kunststoff zur Herstellung eines Dichtelements;
- Aufpressen einer Leiterplatte auf die Metallkontakte zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Leiterplatte mit den Metallkontakten;
- Druckloses Vergießen der Metallkontakte auf beiden Seiten der Leiterplatte.

Vorteilhaft kann dadurch ein besonders kompakter und dichter Adapter für ein Elektrofahrrad hergestellt werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der zweite Kunststoff einen E-Modulus bei 20° C aufweist, der kleiner ist als ein E-Modulus bei 20° C des ersten Kunststoffes. Insbesondere ist der erste Kunststoff aus einer Hartplastik und der zweite Kunststoff aus einer Weichplastik ausgebildet. Der erste Kunststoff kann als ein Thermoplast oder als ein Duroplast ausgebildet sein. Der zweite Kunststoff kann beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff ausgebildet sein. Der erste Kunststoff ist insbesondere steifer als der zweite Kunststoff ausgebildet.
Insbesondere wird das Adaptergehäuse des Adapters durch den ersten Kunststoff gebildet. Die Metallkontakte sind zumindest teilweise innerhalb des Adaptergehäuses aufgenommen.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Metallkontakte zumindest zwei Verbindungsschnittstellen zugeordnet sind, wobei das erste Dichtelement zumindest zwei Verbindungsschnittstellen getrennt voneinander dichtend umschließt. Das erste Dichtelement ist vorzugsweise einstückig ausgebildet. Vorteilhaft kann dadurch der Adapter wirksam vor dem Eintritt von Feuchtigkeit geschützt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Leiterplatte ein Vergussloch aufweist, durch das insbesondere eine Vergussnadel führbar ist. Vorteilhaft kann dadurch ein besonders effizienter druckloser Verguss realisiert werden. Der Verguss bildet dabei ein zweites Dichtelement zum wirksamen Schutz des Adapters vor dem Eintritt von Feuchtigkeit.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass Herstellungsverfahren für einen Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussnadel zu Beginn des drucklosen Vergießens zumindest auf Höhe einer innenliegenden Seite der Leiterplatte abgesenkt wird. Vorteilhaft kann durch diese Maßnahme wirksam einer Blasenbildung im Verguss entgegengewirkt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Vergussnadel in dem Vergussloch verbleibt, bis der Verguss zumindest den Raum unterhalb der Leiterplatte ausgefüllt hat. Vorteilhaft kann durch diese Maßnahme wirksam einer Blasenbildung im Verguss weiter entgegengewirkt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass ein Rundkontakt des Metallkontakts über ein Schmiedeverfahren hergestellt wird. Dieser Verfahrensschritt erfolgt dabei vorzugsweise vor dem Umspritzen des Metallkontakts.
Figurenliste
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Alternative Ausführungsformen oder Bauteile werden mit der gleichen Bezugszahl und einem zusätzlichen Buchstaben beschrieben.
Es zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Elektrofahrrads;
2 eine perspektivische Ansicht einer Energieversorgungsvorrichtung des Elektrofahrrads;
3a eine perspektivische Ansicht eines Adapters für das Elektrofahrrad;
3b eine perspektivische Ansicht eines Kabels zur Verbindung mit dem Adapter gemäß 3a;
4 eine Draufsicht auf den Adapter gemäß 3a;
5 eine perspektivische Ansicht der Energieversorgungsvorrichtung im mit einer Verbindungsvorrichtung des Elektrofahrrads verbundenen Zustand;
6 ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens für den Adapter;
7a-d perspektivische Ansichten von Metallkontakten des Adapters;
8 eine perspektivische Ansicht der Metallkontakte gemäß 7a, die mit einem Adaptergehäuse umspritzt sind;
9 eine perspektivische Ansicht eines ersten Dichtelements des Adapters;
10 eine perspektivische Ansicht einer Leiterplatte des Adapters;
11 einen Teilschnitt durch den vollständig hergestellten Adapter;
12 eine alternative Ausführungsform eines Elektrofahrrads mit zwei Adaptern in einer schematischen Ansicht.

In 1 ist ein Elektrofahrrad 10 mit einem erfindungsgemäßen Adapter 100 in einer schematischen Seitenansicht gezeigt. Das Elektrofahrrad 10 kann beispielsweise als ein Pedelec oder als ein E-Bike ausgebildet sein.
Das Elektrofahrrad 10 weist ein Gehäuse 16 in Form eines Rahmens 18 bzw. eines Fahrradrahmens auf. Mit dem Rahmen 18 sind zwei Räder 20 verbunden. Zudem weist Das Elektrofahrrad 10 einen Verbraucher 21 in Form einer Antriebseinheit 22 auf, die einen Elektromotor bzw. Hilfsmotor umfasst. Der Elektromotor ist vorzugsweise als ein Permanentmagnet-erregter, bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet. Der Elektromotor ist beispielhaft als ein Mittelmotor ausgebildet, wobei auch ein Nabenmotor oder dergleichen denkbar ist.
Die Antriebseinheit 22 umfasst eine Steuereinheit (nicht dargestellt), die zur Steuerung oder Regelung des Elektrofahrrads 10, insbesondere des Elektromotors, ausgebildet ist. Das Elektrofahrrad 10 weist eine Tretkurbel 24 auf. Die Tretkurbel weist eine Tretkurbelwelle (nicht dargestellt) auf.
Die Steuereinheit und die Antriebseinheit 22 mit dem Elektromotor und der Tretkurbelwelle sind in einem mit dem Rahmen verbundenen Antriebsgehäuse 26 angeordnet. Die Antriebsbewegung des Elektromotors wird vorzugsweise über ein Getriebe (nicht dargestellt) auf die Tretkurbelwelle übertragen, wobei die Größe der Unterstützung durch die Antriebseinheit 22 mittels der Steuereinheit gesteuert oder geregelt wird.
Das Elektrofahrrad 10 ist mit einer Energieversorgungsvorrichtung 200 in Form eines Akkupack 202 elektrisch und mechanisch verbunden, der zur Energieversorgung der Antriebseinheit 22 ausgebildet ist. Der Akkupack 202 ist als eine Primärenergieversorgungsquelle 204 ausgebildet.
Die Verbindung des Elektrofahrrads 10 mit dem Akkupack 202 erfolgt über eine Verbindungsvorrichtung 30 des Elektrofahrrads 10. Der Akkupack 202 ist als ein Wechselakkupack 206 ausgebildet. Der Rahmen 18 weist eine Öffnung (nicht dargestellt) auf, durch die der Akkupack 202 in den Rahmen 18 hineingeschoben oder geschwenkt werden kann. Die Öffnung wird im verbundenen Zustand beispielhaft durch ein Akkupackgehäuse 208 geschlossen. Alternativ ist auch denkbar, dass der Rahmen 18 selbst die Öffnung schließt oder durch eine Abdeckung geschlossen wird.
Die Verbindungsvorrichtung 30 ist mit dem Adapter 100 kraft- und formschlüssig verbunden. Die Verbindungsvorrichtung 30 weist beispielhaft eine Führungsschiene 32 (siehe 5) auf, die zur Führung des Akkupacks 202 im Verbindungprozess ausgebildet ist. Zudem weist die Verbindungsvorrichtung 30 eine Verriegelungseinheit 34 (siehe 5) auf, die zur Verriegelung mit dem Akkupack 202 ausgebildet ist. Die Verriegelung ist über eine Betätigung durch den Benutzer lösbar ausgebildet, beispielhaft über ein Schloss (nicht dargestellt), welches im Bereich der Verbindungsvorrichtung 30 am Rahmen 18 angeordnet ist.
Der Adapter 100 ist über ein erstes Kabel 36 mit der Antriebseinheit 22 des Elektrofahrrads 10 elektrisch verbunden. Der Adapter 100 ist über ein zweites Kabel 38 zusätzlich mit einem weiteren Verbraucher 21 in Form eines HMI 40 elektrisch verbunden. Das HMI 40 ist insbesondere als ein Elektrofahrrad-Boardcomputer ausgebildet. Das HMI 40 umfasst einen Bildschirm (nicht dargestellt), der zur Anzeige von Informationen ausgebildet ist. Bei den Informationen kann es sich beispielsweise um eine Geschwindigkeit, eine Fahrstrecke, eine Ladezustandsanzeige, eine Navigationsinformation, etc. handeln. Zudem umfasst das HMI 40 zumindest ein Bedienelement (nicht dargestellt), über das das HMI 40 und/oder die Antriebseinheit 22 einstellbar ist. Beispielsweise kann die momentane Anzeige einstellbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Unterstützung der Antriebseinheit 22 einstellbar sein. Das HMI 40 kann fest am Elektrofahrrad 10 verbaut sein. Alternativ ist ebenso denkbar, dass das HMI 40 lösbar ausgebildet ist, beispielsweise als ein Smartphone.
In 2 ist der Akkupack 202 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der Akkupack 202 weist beispielhaft 20 Akkuzellen (nicht dargestellt) auf, die in einem Zellenhalter (nicht dargestellt) angeordnet sind. Der Zellenhalter ist beispielhaft vollständig im Akkupackgehäuse 208 angeordnet. Es ist allerdings ebenso denkbar, dass der Zellenhalter teilweise oder vollständig das Akkupackgehäuse 208 bildet. Das Akkupackgehäuse 208 ist als ein Außengehäuse ausgebildet. Der Akkupack 202 ist somit beispielhaft als ein 36 V Akkupack mit einer Kapazität von 400 Wh ausgebildet.
Im Akkupackgehäuse 208 ist zudem eine Elektronik (nicht dargestellt) angeordnet, die eine Leiterplatte (nicht dargestellt) umfasst. Die Elektronik umfasst ein BMS (Battery-Management-System), das zur Steuerung und/oder Regelung des Akkupacks 202 ausgebildet ist. Die Leiterplatte ist mit den Akkuzellen zur Überwachung der einzelnen Zellspannungen verbunden.
Das Akkupackgehäuse 208 weist eine erste Endplatte 210, die eine Öffnung auf einer Steckerseite 212 abschließt, und ein zweite Endplatte 214, die eine Öffnung auf einer Ventilseite 216 abschließt, auf. Die Endplatten 210, 214 werden mit einem Grundkörper 216 des Akkupackgehäuses 208 verbunden. Der Grundkörper 216 des Akkupackgehäuses 208 weist eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form auf, die an die Akkuzellen bzw. den Zellenhalter angepasst ist.
Die Elektronik des Akkupacks 202 ist mit einer Buchse 218 zur elektrischen Kontaktierung verbunden. Die Buchse 218 ist auf der Steckerseite 212 in einer Ausnehmung der ersten Endplatte 210 angeordnet. Die Buchse 218 umfasst beispielhaft vier Öffnungen 220, die zur Verbindung mit dem Adapter 100 vorgesehen sind. In den Öffnungen 220 sind jeweils ein elektrisches Kontaktelement angeordnet, die mit den Akkuzellen oder mit der Elektronik des Akkupacks 202 verbunden sind. Die elektrischen Kontaktelemente sind beispielhaft als Federkontaktelement bzw. als Kontakttulpen ausgebildet.
In 3a ist der Adapter 100 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Der Adapter 100 weist ein Adaptergehäuse 102 auf, das beispielhaft aus Hartplastik ausgebildet ist. Das Adaptergehäuse 102 ist einstückig ausgebildet.
Der Adapter 100 weist drei Verbindungsschnittstellen 104, 106, 108 auf, die zur elektrischen Verbindung der Energieversorgungsvorrichtung 200 mit dem Verbraucher 21 in Form der Antriebseinheit 22 und mit dem Verbraucher 21 in Form des HMI 40 ausgebildet sind.
Der Adapter 100 weist je Verbindungsschnittstelle 104, 106, 108 beispielhaft vier Metallkontakte 110 auf. Die Metallkontakte 110 weisen jeweils ein elektrisches Kontaktelement 112 auf, das zur Kontaktierung eines korrespondierenden elektrischen Kontaktelements der Energieversorgungsvorrichtung 200 oder der Verbraucher 21 bzw. der damit verbundenen Kabeln 36, 38 vorgesehen sind. Die Kontaktierung erfolgt dabei über einen direkten physischen Kontakt der jeweiligen elektrischen Kontaktelemente zur Herstellung einer elektrischen Verbindung.
Die erste Verbindungsschnittstelle 104 ist beispielhaft als eine Steckereinheit 114 ausgebildet. Die vier elektrischen Kontaktelemente 112 der ersten Verbindungsschnittstelle 104 sind beispielhaft als Kontaktklingen 116 ausgebildet. Die elektrischen Kontaktelemente 112 der ersten Verbindungsschnittstelle 104 erstrecken sich im Wesentlichen geradlinig nach außen. Zwei der vier elektrischen Kontaktelemente 112 sind als Leistungskontakte 118 zur Energieübertragung ausgebildet und zwei der vier elektrischen Kontaktelemente 112 sind als Signalkontakte 119 zur Übertragung von Informationen ausgebildet.
Die vier elektrischen Kontaktelemente 112 der ersten Verbindungsschnittstelle 104 erstrecken sich aus einem Boden 120 des Adaptergehäuse 102 heraus, wobei der Boden 120 beispielhaft kreisförmig ausgebildet und senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der elektrischen Kontaktelemente 112 angeordnet ist.
Das Adaptergehäuse 102 weist zudem eine Trennwand 122 auf, die sich im Wesentlichen entlang der elektrischen Kontaktelemente 112 der ersten Verbindungsschnittstelle 104 erstreckt. Die Trennwand 122 weist beispielhaft eine Höhe auf, die größer ist als eine Länge der elektrischen Kontaktelemente 112. Die Trennwand 122 ist dazu ausgebildet, die elektrischen Kontaktelemente 112 derart voneinander zu trennen, dass keine Feuchtigkeit oder ein Wasserfilm zwischen diesen gebildet wird, was einen Kurzschluss hervorrufen könnte. Zwischen sämtlichen elektrischen Kontaktelementen 112, zwischen denen die Trennwand 122 nicht angeordnet ist, weist der Boden einen Wasserablauf 124 in Form einer Ausnehmung 126 auf. Beispielhaft weist der Boden 120 eine einzelne Ausnehmung 126 zwischen einem Leistungskontakt 118 und einem Signalkontakt 119 auf. Die Ausnehmung 126 ist derart groß ausgebildet, dass auf direktem Wegen kein Wasserfilm zwischen den betreffenden elektrischen Kontaktelementen gebildet wird.
Das Adaptergehäuse 102 ist im Bereich der ersten Verbindungsschnittstelle 104 doppelwandig ausgebildet, wobei die äußere Wand durch den Boden 120 der ersten Verbindungsschnittstelle 104 gebildet wird. Vorteilhaft wird durch diese Maßnahme Wasser, dass durch den Wasserablauf 124 bzw. die Ausnehmung 126 tritt nicht im Adaptergehäuse 102 aufgenommen. Der Abstand des Bodens 120 von der inneren Wand 128 des Adaptergehäuses 102 ist dabei kleiner als eine Länge der elektrischen Kontaktelemente 112.
Die erste Verbindungsschnittstelle 104 ist zur Verbindung mit der Energieversorgungsvorrichtung 200, insbesondere mit der Buchse 218 des Akkupacks 202, ausgebildet. Die elektrischen Kontaktelemente 112 tauchen dabei in die Öffnungen 220 der Buchse 218 zur Kontaktierung der elektrischen Kontaktelemente des Akkupacks 202 ein.
Die zweite und die dritte Verbindungsschnittstelle 106, 108 des Adapters 100 sind beispielhaft im Wesentlichen identisch und als Buchseneinheiten 130 ausgebildet. Die zweite und die dritte Verbindungsschnittstelle 106, 108 weisen jeweils eine Hülse 132 auf, die einstückig mit dem Adaptergehäuse 102 ausgebildet sind.
Die zweite und die dritte Verbindungsschnittstelle 106, 108 des Adapters 100 sind zur Verbindung mit den Kabeln 36, 38 und über die Kabel 36, 38 mit den Verbrauchern 21 ausgebildet. Die Buchseneinheiten 130, insbesondere die Hülsen 132, weisen Führungselemente 134 auf, die zur Führung der Kabel 36, 38 während des Verbindungsprozesses vorgesehen sind. Die Führungselemente 134 sind beispielhaft als Führungsrippen ausgebildet, die sich geradlinig an einer Innenseite der Hülse 132 erstrecken- Zudem weisen die Buchseneinheiten 130 Formschlusselemente 136 in Form von Aussparungen 138 auf. Die Aussparungen sind zur Aufnahme eines korrespondierenden Formschlusselements 56 (siehe 3b) der Kabel 36, 38 vorgesehen, die beispielhaft als Rasthaken ausgebildet sein können.
Die zweite und die dritte Verbindungsschnittstelle 106, 108 des Adapters 100 sind auf der gleichen Seite angeordnet, die benachbart zu der Seite ersten Verbindungsschnittstell 104 angeordnet ist.
In 3b ist das erste Kabel 36 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Das Kabel 36 weist vier Leiterelemente 50 auf, und ist über stirnseitige Verbindungsstecker 52 mit dem Adapter 100 oder mit den Verbrauchern 21 verbindbar. Die Verbindungsstecker 52 sind beispielhaft als Rundstecker ausgebildet.
Die Verbindungsstecker 52 weisen jeweils ein bewegliches Rastelement 54 zur Herstellung einer Rastverbindung mit der Buchseneinheit 130 des Adapters 100 auf. Das Rastelement 54 kann über einen Druck auf einen benachbarten und mit dem Rastelement 54 verbundenen Betätigungsbereich 56 nach innen gedrückt werden, was zur Lösung der Verbindung des Kabels 36 mit dem Adapter 100 eingesetzt werden kann. Das zweite Kabel 38 ist im Wesentlich identisch zu dem ersten Kabel ausgebildet, unterscheidet sich lediglich in der Länge der Leiterelemente 50.
In 4 ist der Adapter 100 in einer Draufsicht gezeigt. Die zweite und die dritte Verbindungsschnittstelle 106, 108 des Adapters 100 weisen jeweils vier Metallkontakte 110 mit vier elektrischen Kontaktelementen 112 auf. Die elektrischen Kontaktelemente 112 der zweiten und dritten Verbindungsschnittstelle 106, 108 sind als Rundkontakte 117 ausgebildet.
Die vier elektrischen Kontaktelemente der zweiten und die dritten Verbindungsschnittstelle 106, 108 weisen jeweils zwei Leistungskontakte 118 und zwei Signalkontakte 119 auf. Die elektrischen Kontaktelemente 112 sind vollständig innerhalb der Hülsen 132 der Verbindungsschnittstellen 106, 108 angeordnet.
Die zweite und die dritte Verbindungsschnittstelle 106, 108 weisen ein erstes Dichtelement 140 auf, welches innerhalb der Hülsen 132 angeordnet ist. Das erste Dichtelement 140 ist dazu ausgebildet eine Innenkammer 142 (siehe 8) des Adapters 100 nach außen bzw. zu den Verbindungsschnittstellen 106, 108 abzudichten. Der Adapter 100 weist beispielhaft ein einziges erstes Dichtelement 140 auf. Es wäre allerdings ebenso denkbar, dass der Adapter 100 mehrere erste Dichtelemente 140 aufweist, beispielhaft ein erstes Dichtelement 140 je Buchseneinheit 130. Das erste Dichtelement 140 ist aus einer Weichplastik ausgebildet und in dichtet einen Spalt 160 im Adaptergehäuse 102 ab.
Die Metallkontakte 110 sind teilweise innerhalb der Innenkammer 142 angeordnet und innerhalb der Innenkammer 142 elektrisch miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt dabei derart, dass ein erster Metallkontakt 144 der ersten Verbindungsschnittstelle 104 elektrisch mit einem ersten Metallkontakt 144 der zweiten Verbindungsschnittstelle 106 und mit einem ersten Metallkontakt 144 der dritten Verbindungsschnittstelle 108 verbunden ist. Analog sind die anderen Metallkontakte 110 miteinander verbunden.
In 5 ist der Akkupack 202 im mit der Verbindungsvorrichtung 30 über den Adapter 100 verbundenen Zustand in einer perspektivischen Ansicht gezeigt.
Die Verriegelungseinheit 34 der Verbindungsvorrichtung 30 weist ein Gehäuse 42 auf, das mit dem Adapter 100 kraft- und formschlüssig verbunden ist. Die Verbindung erfolgt über ein Einstecken des Adapters 100 in eine dafür vorgesehene Adapteraufnahme der Verbindungsvorrichtung 30, wobei der Adapter 100 in der Endposition einrastet. Das Gehäuse 42 der Verriegelungseinheit 34 ist zur Aufnahme des Verriegelungsmechanismus (nicht dargestellt) ausgebildet und mit der Führungsschiene 32 verbunden. Die Verbindung des Adapters 100 mit der Verriegelungseinheit 34 ist dabei nur beispielhaft. Es wäre ebenso denkbar, dass der Adapter 100 auf eine andere Art und Weise mit dem Elektrofahrrad 10 verbunden ist.
In 6 ist ein Herstellungsverfahren für den Adapter 100 in einem Flussdiagramm gezeigt.
In einem ersten Verfahrensschritt 400 wird aus einem Flachmaterial, insbesondere aus einem Metallblech, der Metallkontakt 110 hergestellt. Die Herstellung des Metallkontakts 110 erfolgt beispielhaft über ein Stanzen und ein Massivumformen mittels eines Schmiedeverfahrens.
In 7a sind die Metallkontakte 110 des Adapters 100 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Die Metallkontakte 110 sind derart zueinander angeordnet, wie sie in das Umspritzungswerkzeug eingelegt werden. Die Umspritzung im Umspritzungswerkzeug erfolgt dabei in einem zweiten Verfahrensschritt 402. Die Metallkontakte 110 können dabei händisch in eine Kassette eingelegt und über einen Manipulator in ein Spritzgusswerkzeug eingesetzt werden. Alternativ wäre auch eine vollautomatische Lösung denkbar, indem beispielsweise ein seriellkinematischer Roboter mit entsprechendem Endeffektor die Metallkontakte 110 greift und direkt in das Spritzgusswerkzeug einlegt.
Die Metallkontakte 110 weisen jeweils ein elektrisches Kontaktelement 112 und ein Verbindungselement 146 auf. Alle Verbindungselemente 146 der Metallkontakte 110 sind beispielhaft als Einpressstifte 148 ausgebildet. Die Verbindungselemente 146 sind dazu ausgebildet, die Metallkontakte 110 elektrisch miteinander zu verbinden. Alternativ wäre ebenso denkbar, dass die Verbindungselemente ebenfalls als Rundkontakte ausgebildet sind und über eine Lötverbindung miteinander verbunden sind. Vorteilhaft könnte dadurch der Metallkontakt als ein gedrehter Metallkontakt hergestellt werden.
Die elektrischen Kontaktelemente 112 der Metallkontakte 110 sind unterschiedlich ausgebildet. Die elektrischen Kontaktelemente 112 der Metallkontakte 110, die der Steckereinheit 114 zugeordnet sind, sind als Kontaktklingen 116 ausgebildet. Die Kontaktklingen 116 erstrecken sich dabei in eine Richtung, die die Richtung der Verbindungselemente 146 schneidet, insbesondere senkrecht zu dieser angeordnet ist. Die elektrischen Kontaktelemente 112 der Metallkontakte 110, die der Buchseneinheit 130 zugeordnet sind, sind als Rundkontakte 117 ausgebildet. Die Rundkontakte 117 und die Einpressstifte 148 sind dabei koaxial zueinander und auf gegenüberliegenden Seiten der Metallkontakte 110 angeordnet. Die Metallkontakte 110 sind jeweils einstückig ausgebildet.
In 7b ist ein Metallkontakt 110 der Buchseneinheit 130, der als ein Leistungskontakt 118 ausgebildet ist, in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Der Rundkontakt 117 weist eine Länge 150 auf, die etwas kleiner ist, als eine Länge 152 des Verbindungselements 146 in Form des Einpressstifts 148. Dadurch lässt sich eine kompakte Bauweise des Adapters 100 realisieren.
Zudem weist der Metallkontakt 110 eine Aussparung 154 auf, die zur Verbesserung der Verbindung während des Umspritzungsprozesses vorgesehen ist. Die Aussparung 154 ist zwischen dem Rundkontakt 117 und dem Einpressstift 148 angeordnet.
Zur Führung der Metallkontakte 110 während des Umspritzens weist der Metallkontakt 110 ein Paar gegenüberliegende Führungsflächen 156 auf, die zwischen dem Rundkontakt 117 und dem Einpressstift 148 angeordnet sind.
In 7c ist ein Metallkontakt 110 der Buchseneinheit 130, der als ein Signalkontakt 119 ausgebildet ist, in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Der Rundkontakt 117 weist eine Länge 150 auf, die kleiner ist, als eine Länge 152 des Verbindungselements 146 in Form des Einpressstifts 148, beispielhaft um ca. 40% kleiner.
Der Metallkontakt 110 weist zwei Aussparungen 154 und ein Paar Führungsflächen 156 für den Umspritzungsprozess auf, die zwischen dem Rundkontakt 117 und dem Einpressstift 148 angeordnet sind. Durch die kompakte Bauweise des Metallkontakts 110 ist eine einzelnes Paar Führungsflächen 156 allerdings nicht ausreichend. Aus diesem Grund weist der Einpressstift 148 ein weiteres Paar Führungsflächen 158 auf, die auf derselben Seiten wie das Paar Führungsflächen 156 angeordnet sind. Das weitere Paar Führungsflächen 158 ist insbesondere in einem mittigen Bereich des Einpressstifts 148 angeordnet, der im montierten Zustand zur Kontaktierung eingesetzt wird.
Die Nutzung des Einpressstifts 148 als weitere Führungsfläche 158 ermöglicht zwar eine gute Führung während des Umspritzungsvorgangs, kann sich aber nachteilig auf die nachfolgende Kontaktierung auswirken. Alternativ ist auch denkbar, dass das weitere Paar Führungsflächen 158a hinter dem Einpressstift 148a des Metallkontakts 110a angeordnet ist, wie in 7d zu sehen ist. Somit ist in der Ausführungsform des Metallkontakts 110a gemäß 7d der Einpressstift 148a zwischen zwei Paaren Führungsflächen 156a, 158a angeordnet.
In 8 ist der Adapter 100 nach dem zweiten Verfahrensschritt 402 gezeigt. Mittels der Umspritzung der Metallkontakte 110 entsteht das Adaptergehäuse 102. Das Adaptergehäuse 102 ist aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Hartplastik- Kunststoff, ausgebildet.
Alle Verbindungselemente 146 der Metallkontakte 110 sind im Wesentlichen auf einer Höhe in der Innenkammer 142 des Adapters 100 angeordnet. Die Innenkammer 142 weist eine Wandung auf, die die Innenkammer 142 von den Verbindungsschnittstellen 104, 106, 108 trennt. Die Wandung weist im Bereich der zweiten und dritten Verbindungsschnittstelle 106, 108 Spalte 160 auf.
In einem dritten Verfahrensschritt 404 wird das Adaptergehäuse 102 mit einem zweiten Kunststoff zur Herstellung des ersten Dichtelements 140 angespritzt.
Das erste Dichtelement 140 ist in 9 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Das erste Dichtelement 140 ist aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Weichplastik-Kunststoff ausgebildet Das erste Dichtelement 140 ist beispielhaft einstückig und aus einem TPE ausgebildet. Das erste Dichtelemente 140 ist teilweise innerhalb der Spalte 160 des Adaptergehäuses 102 angeordnet und dichtet somit die Innenkammer 142 gegenüber der zweiten und dritten Verbindungsschnittstelle 106, 108 ab. Das erste Dichtelement 140 weist einen ersten Dichtbereich 162 und einen zweiten Dichtbereich 164 auf.
Der erste Dichtbereich 162 ist zur Abdichtung gegenüber der zweiten Verbindungsschnittstelle 106 ausgebildet. Der erste Dichtbereich 162 ist beispielhaft hülsenförmig und als eine Lamellendichtung ausgebildet. Der erste Dichtbereich 162 umschließt die Metallkontakte 110 der zweiten Verbindungsschnittstelle 106 bereichsweise vollständig.
Der zweite Dichtbereich 164 ist zur Abdichtung gegenüber der dritten Verbindungsschnittstelle 108 ausgebildet. Der zweite Dichtbereich 164 ist beispielhaft hülsenförmig und als eine Lamellendichtung ausgebildet. Der zweite Dichtbereich 164 ist im Wesentlichen identisch mit ersten Dichtbereich 162 ausgebildet. Der zweite Dichtbereich 164 umschließt die Metallkontakte 110 der dritten Verbindungsschnittstelle 108 bereichsweise vollständig.
Der erste Dichtbereich 162 und der zweite Dichtebereich 164 des ersten Dichtelements 140 sind über ein Brücke 166 miteinander verbunden.
In einem vierten Verfahrensschritt 406 wird eine Leiterplatte 168 auf die Metallkontakte 100, insbesondere auf die Verbindungselemente 146, aufgepresst.
In 10 ist die Leiterplatte 168 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Die Leiterplatte 168 weist je Verbindungselement 146 eine Einpresszone 170 in Form eines metallisierten Loches 172 auf. Die Einpresszonen 170, insbesondere die metallisierten Löcher 172, weisen einen Durchmesser auf, der kleiner ist als eine maximale Breite 173 (siehe 7a) der für die jeweilige Einpresszone 170 vorgesehenen Verbindungselemente 146.
Während des Einpressvorgangs verringert sich die maximale Breite 173 der Einpressstifte 148 durch den ausgeübten Druck und die Leiterplatte 168 wird solange auf die Einpressstifte 148 gepresst, bis die Leiterplatte 168 im Bereich der maximalen Breite 173 der Einpressstifte 148 angeordnet ist und in Kontakt mit den metallisierten Löchern 172 ist. Zwischen den Einpressstiften und der Lochwandung entsteht somit ein gasdichter und gut leitender Kontakt. Vorzugsweise wird der Einpressstift 148 während dieses Vorgangs derart verformt, dass eine kraft- und formschlüssige Verbindung entsteht.
Die Einpresszonen 170 sind mittels der Leiterplatte 168 teilweise miteinander verbunden, sodass die jeweiligen Metallkontakte 110 elektrisch miteinander durch die Leiterplatte 168 und die jeweiligen Verbindungselemente 146 verbunden sind.
Die Leiterplatte 168 weist zudem ein Vergussloch 174 auf, das zur Aufnahme einer Vergussnadel 176 ausgebildet ist. Die Leiterplatte 168 weist beispielhaft eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, die an die Form der Innenkammer 142 angepasst ist. Das Vergussloch 174 weist eine Größe auf, die an die Vergussnadel 176 derart angepasst ist, dass diese zumindest mit der Spitze vollständig in das Vergussloch 174 eintauchen kann. Insbesondere weist das Vergussloch 174 einen Durchmesser auf, der größer ist als ein maximaler Abstand der Leiterplatte 168 von der Wandung der Innenkammer 142 des Adaptergehäuses 102. In einem fünften Verfahrensschritt 408 erfolgt ein druckloser Verguss der Innenkammer 142, insbesondere der Metallkontakte 110 auf beiden Seiten der Leiterplatte 168.
In 11 ist ein Schnitt durch den Adapter 100 gezeigt.
Zum Vergießen wird die Vergussnadel (nicht dargestellt) durch das Vergussloch 174 der Leiterplatte 168 in die Innenkammer 142 des Adaptergehäuses 102 geführt. Der Verguss wir in einem Bereich der Innenkammer 142 unterhalb der Leiterplatte 168, insbesondere zwischen der Leiterplatte 168 und der zweiten und dritten Verbindungsschnittstelle 106, 108, eingeführt. Ist der Raum unterhalb der Leiterplatte 168 mit dem Verguss gefüllt, wird die Vergussnadel 176 nach oben bzw. langsam herausgeführt, um den Raum der Innenkammer 142 oberhalb der Leiterplatte 168 mit Verguss zu füllen. Vorteilhaft wird dadurch ein blasenfreier Verguss hergestellt, der ein besonders hohe Dichtheit bereitstellt, ohne auf einen Vakuumvergussprozess zurückgreifen zu müssen.
Der dabei entstehende Verguss 177 bildet dabei ein zweites Dichtelement 178, dass die Verbindungselemente 146 der Metallkontakte 110 im Wesentlichen vollständig umschließt.
In 12 ist eine alternative Ausführungsform des Elektrofahrrads 10 in einer schematischen Ansicht gezeigt.
Das Elektrofahrrad 10b ist mit der Energieversorgungsvorrichtung 200b und mit einer weiteren Energieversorgungsvorrichtung 201b verbunden. Die Energieversorgungsvorrichtungen 200b, 201b sind beispielhaft als Akkupacks 202b ausgebildet. Die beiden Akkupacks 202b sind lösbar mit dem Elektrofahrrad 10b verbunden. Die elektrische Verbindung erfolgt dabei über den Adapter 100b und einen weiteren Adapter 101b. Die Adapter 100b, 101b sind dabei wie zuvor beschrieben ausgebildet.
Der Adapter 100b ist dabei über ein erstes Kabel 36b mit dem Verbraucher 21b in Form der Antriebseinheit 22b verbunden. Zudem ist der Adapter 100b über das zweite Kabel 38b mit dem weiteren Adapter 101b elektrisch verbunden. Somit sind die beiden Energieversorgungsvorrichtungen 200b, 201b über die Adapter 100b, 101b miteinander insbesondere zur Kapazitätserhöhung elektrisch verbunden. Zudem ist der weitere Adapter 101b über ein drittes Kabel 39b mit dem Verbraucher 21b in Form des HMI 40b verbunden.
Die Kabel 36b, 38b, 39b entsprechen im Wesentlichen den zuvor beschriebenen Kabeln 36, 38, wobei sich die Kabel in der Länge unterscheiden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202013008187 U1 [0001]

Claims

Adapter für ein Elektrofahrrad (10), aufweisend ein Adaptergehäuse (102) und zumindest drei Verbindungsschnittstellen (104, 106, 108), wobei die Verbindungsschnittstellen (104, 106, 108) zur elektrischen Verbindung zumindest einer Energieversorgungsvorrichtung (200) mit zumindest einem Verbraucher (21) und/oder einer weiteren Energieversorgungsvorrichtung ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschnittstellen (104, 106, 108) unbeweglich mit dem Adaptergehäuse (102) verbunden sind.
Adapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine, insbesondere zumindest zwei, der Verbindungsschnittstellen (106, 108) sowohl mit einer Energieversorgungsvorrichtung (200) als auch mit einem Verbraucher (21) verbindbar ausgebildet ist.
Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Verbindungsschnittstellen (106, 108) mit einem Kabel (36, 38) verbindbar ausgebildet sind.
Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei der Verbindungsschnittstellen (106, 108) als Buchseneinheiten (130) ausgebildet sind.
Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Verbindungsschnittstelle (104) als eine Steckereinheit (114) ausgebildet ist, die insbesondere nur zur Verbindung mit der Energieversorgungsvorrichtung (200), insbesondere mit einer Primärenergieversorgungsquelle (204), ausgebildet ist.
Adapter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckereinheit (114) zumindest zwei elektrische Kontaktelemente (112) aufweist, zwischen denen ein Wasserablauf (124) angeordnet ist.
Adapter nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchseneinheiten (130) und die Steckereinheit (114) auf unterschiedlichen Seiten, insbesondere auf benachbarten Seiten, des Adapters (100) angeordnet sind.
Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (100) zumindest einen Metallkontakt (110) aufweist, wobei der Metallkontakt (110) zumindest ein elektrisches Kontaktelement (112), das zur Kontaktierung vorgesehen ist, und/oder ein Verbindungselement (146), das zur Verbindung mit einem weiteren Metallkontakt (110) vorgesehen ist, aufweist.
Adapter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkontakt (110) einstückig ausgebildet ist.
Adapter nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Kontaktelement (112) des Metallkontakts (110) als ein Rundkontakt (117) ausgebildet ist und das Verbindungselement (146) als ein Einpressstift (148) ausgebildet ist.
Adapter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand des Rundkontakts (117) von dem Einpressstift (148) kleiner ist, als eine Länge (150) des Rundkontakts (117), vorzugsweise kleiner ist als 75% der Länge (150) des Rundkontakts (117).
Adapter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkontakt (110) je Verbindungsschnittstelle (104, 106, 108) ein elektrisches Kontaktelement (112) aufweist.
Elektrofahrrad mit einem Adapter (100), vorzugsweise mit zumindest zwei Adaptern (100), nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Elektrofahrrad nach Anspruch 13, wobei die Adapter (100) über ein Kabel (36, 38) miteinander verbunden sind.
Herstellungsverfahren für einen Metallkontakt (110) mit einem elektrischen Kontaktelement (112), das als ein Rundkontakt (117) ausgebildet ist und einem als ein Einpressstift (148) ausgebildeten Verbindungselement (146), wobei der Metallkontakt (110) einstückig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkontakt (110) ausgehend von einem Flachmaterial, insbesondere einem Blech, hergestellt wird.