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Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus dem Stand der Technik sind Anordnungen zur Fixierung eines Akkus an einem Fahrradrahmen bekannt, bei denen der Akku formschlüssig in dem Fahrradrahmen fixiert werden kann. Mittels einer Führungsnut kann der Energiespeicher in entsprechend ausgeformte Halterungen eingeschoben werden. Eine derartige Anordnung offenbart etwa die Druckschrift
FR 3 091 690 A1 .
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Die formschlüssige Verbindung der Führungsnut muss weitestgehend spielfrei sein, damit der Energiespeicher nicht im Fahrradrahmen klappert. Dies wiederum führt dazu, dass die Fixierung des Akkus bei nicht zu vermeidenden, toleranzbedingte Maßabweichungen des Fahrradrahmens schwergängig wird oder verklemmt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Energiespeicher klapperfrei in einem Fahrzeugrahmen zu fixieren. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung nach Anspruch 1. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung.
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Die erfindungsgemäße Anordnung dient der Fixierung eines Energiespeichers in einem Fahrzeugrahmen. Bei dem Fahrzeugrahmen handelt es sich vorzugsweise um einen Fahrradrahmen. Der Energiespeicher ist bevorzugt als Akku, d.h. wiederaufladbarer elektrischer Energiespeicher ausgebildet, der einen elektrischen Hilfsmotor mit Antriebsenergie versorgt.
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Die Anordnung umfasst eine Führungsnut. Eine Nut ist eine längliche Vertiefung einer Oberfläche. Sie zeichnet sich gegenüber anderen Vertiefungen einer Oberfläche durch einen entlang des Verlaufs der Nut unveränderlichen Querschnitt aus. Der Querschnitt ist also gegenüber einer orthogonal zu einer den Verlauf der Nut beschreibenden Kurve ausgerichteten Schnittebene invariant.
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Eine Führungsnut ist ausgebildet, ein oder mehrere Fixiermittel, Nutsteine genannt, aufzunehmen. Die Querschnitte der Führungsnut und der Nutensteine sind so aufeinander abgestimmt, dass es zu einer formschlüssigen Verbindung zwischen der Führungsnut und den Nutensteinen kommt.
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Durch die formschlüssige Verbindung zwischen der Führungsnut und den Nutensteinen werden Relativbewegungen zwischen der Führungsnut und den Nutensteinen jeweils orthogonal zu der den Verlauf der Nut beschreibenden Kurve unterbunden. In Richtung der Kurve sind die Führungsnut und die Nutensteine relativ zueinander verschiebbar.
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Vorzugsweise bilden die Nutensteine im Querschnitt eine Negativform der Nut. Ebenfalls bevorzugt ist mindestens ein Teil jedes Nutsteins, der ausgebildet ist, in die Führungsnut einzugreifen und mit der Führungsnut eine formschlüssige Verbindung einzugehen, als ein zylindrischer Körper ausgeformt. Dessen Grundfläche entspricht dem Querschnitt der Nut.
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Erfindungsgemäß umfasst die Anordnung auch ein oder mehrere Spannmittel. Diese sind mindestens teilweise, vorzugsweise vollständig in der Führungsnut angeordnet. Durch Verschieben der Nutsteine in der Führungsnut kommen die Spannmittel jeweils mit einem Nutenstein in Kontakt.
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Die Spannmittel sind mindestens teilweise elastisch verformbar. Dies führt dazu, dass sie sich bei Kontakt mit einem Nutenstein elastisch verformen. Durch die elastische Verformung üben die Spannmittel eine Kraft auf den jeweiligen Nutenstein aus. Dadurch werden die Spannmittel zwischen dem jeweiligen Nutenstein und der Führungsnut verspannt. Etwaiges Spiel, das zwischen der Führungsnut und den Nutensteinen besteht, wird auf diese Weise eliminiert. Dadurch lässt sich eine klapperfreie Fixierung des Energiespeichers erzielen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung bestehen die Spannmittel jeweils aus einem Elastomer. Dies ist von Vorteil, da Elastomere vergleichsweise kostengünstig sind und einen einfachen Aufbau der Spannmittel erlauben.
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Die Führungsnut kann Teil des Fahrzeugrahmens sein, während die Nutensteine an dem Energiespeicher angebracht bzw. Teil des Energiespeichers sind. Bevorzugt ist aber die Führungsnut Teil des Energiespeichers, während die Nutsteine an dem Fahrzeugrahmen fixiert bzw. Teil des Fahrzeugrahmens sind.
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Eine bevorzugte Weiterbildung sieht eine Schiene vor, an der die Nutensteine fixiert sind. Die Schiene lässt sich an dem Fahrzeugrahmen fixieren. Dadurch sind auch die Nutensteine an dem Fahrzeugrahmen fixiert. Eine Fixierung mittels der weiterbildungsgemäßen Schiene ist insbesondere bei dünnwandigen Fahrzeugrahmen aus Stabilitätsgründen von Vorteil. Zudem ist es möglich, die Nutensteine an der Schiene vorzumontieren, und die Schiene mit den Nutensteinen im vormontierten Zustand in den Fahrzeug einzubauen. Toleranzbedingte Maßabweichungen des Fahrzeugrahmens haben infolgedessen keinen Einfluss auf die Position der Nutensteine relativ zueinander.
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Bevorzugt sind die Spannmittel so weitergebildet, dass sie durch den jeweiligen Nutenstein orthogonal zu einem Verlauf der Führungsnut bzw. zu der den Verlauf der Führungsnut beschreibenden Kurve verformbar sind. Eine Richtung der Verformung des jeweiligen Spannmittels und die Kurve sind also orthogonal zueinander ausgerichtet. Dadurch wirkt auch eine Kraft, die aus der Verformung des jeweiligen Spannmittels resultiert, orthogonal zu der Kurve. Die Kraft führt somit nicht zu einer Verschiebung der Nutensteine in der Führungsnut. Stattdessen kommt es zwischen den Spannmitteln und dem jeweiligen Nutenstein zu einer kraftschlüssigen Verbindung, die einer Verschiebung der Spannmittel in der Führungsnut entgegenwirkt.
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Bevorzugt ist die Anordnung mit mindestens einem Auswurf- und Anschlagnocken weitergebildet. Dieser ist mindestens teilweise in der Führungsnut angeordnet. Als Auswurf- und Anschlagnocken ist ein Mittel zu verstehen, das gegenüber einem ersten Nutenstein einen Anschlag bildet, der die Verschiebbarkeit des ersten Nutensteins und damit auch der übrigen Nutensteine in der Führungsnut in eine erste Richtung begrenzt, und das eine gegenüber dem Verlauf der Führungsnut bzw. der Kurve, die den Verlauf der Führungsnut beschreibt, abgeschrägte, das heißt nicht orthogonal und antiparallel verlaufende Fläche aufweist, die ausgebildet ist, einen zweiten, von dem ersten Nutenstein verschiedenen Nutenstein bei einer Verschiebung in der Führungsnut in Gegenrichtung, das heißt entgegengesetzt zu der ersten Richtung, mindestens teilweise orthogonal zur Richtung der Verschiebung und damit mindestens teilweise orthogonal zum Verlauf der Nut bzw. zu der Kurve, die den Verlauf der Nut beschreibt, abgleiten zu lassen. Bei der Fläche kann es sich insbesondere um eine ebene Fläche handeln.
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Durch den weiterbildungsgemäßen Auswurf- und Anschlagnocken wird der Energiespeicher bei einer Verschiebung der Nutensteine relativ zu der Führungsnut in die erste Richtung in einer Endposition fixiert. Wird der Energiespeicher aus der Endposition heraus in Gegenrichtung verschoben, kommt die abgeschrägte Fläche des Auswurf- und Anschlagnockens mit dem zweiten Nutenstein in Kontakt, sodass der Energiespeicher orthogonal zur Richtung der Verschiebung abgleitet. Dies erleichtert die Entnahme des Energiespeichers.
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Bevorzugt sind die Spannmittel so angeordnet, dass es in der Endposition zu der erfindungsgemäßen elastischen Verformung kommt. Dadurch ist der Energiespeicher in der Endposition klapperfrei fixiert. Zudem ist der Energiespeicher in der Endposition vorzugsweise elektrisch kontaktiert, sodass ein Motor, insbesondere der oben genannte Hilfsmotor, mit elektrischer Energie versorgt wird.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist der mindestens eine Auswurf- und Anschlagnocken einstückig mit einem Spannmittel integriert. Dadurch ergibt sich ein besonders einfacher Aufbau.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Übereinstimmende Bezugsziffern kennzeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
- 1 einen Fahrradakku mit Führungsschiene;
- 2 ein Spannmittel;
- 3 einen Auswurf- und Anschlagnocken; und
- 4 einen Anschlagnocken.
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Der in 1 dargestellte Akku 101 lässt sich mittels einer Fixiervorrichtung 103 in einem Fahrradrahmen fixieren. Die Fixierung erfolgt, indem der Akku 101 in die Fixiervorrichtung 103 eingesetzt und - aus der Perspektive von 1 - nach rechts verschoben wird.
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Die Fixiervorrichtung 103 umfasst Nutensteine 201, die in dem Ausschnitt von 2 dargestellt sind. Zur Fixierung des Akkus 101 in dem Fahrradrahmen greifen die Nutensteine 201 in eine von dem Akku 101 ausgebildete Führungsnut 203 ein. Innerhalb der Führungsnut 203 sind die Nutensteine 201 verschiebbar.
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Am Grund der Führungsnut 203 sind Spannmittel 205 angeordnet. Diese sind bei Kontakt mit einem Nutenstein 201 elastisch verformbar. Ein Abstand zwischen den Nutensteinen 201 und dem Grund der Führungsnut 203 ist jeweils um einen Betrag D1 geringer als eine Höhe der Spannmittel 205 gegenüber dem Grund der Führungsnut 203. Dadurch findet die beschriebene elastische Verformung der Spannmittel 205 statt, wenn die Nutensteine 201 über jeweils ein Spannmittel 205 bzw. die Spannmittel 205 unter jeweils einen Nutenstein 201 geschoben werden.
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Die Nutensteine 201 sind an einer Schiene 207 fixiert.
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An einen 3 dargestelltes Spannmittel 301 ist einstückig mit einem Auswurf- und Anschlagnocken 303 angeformt. Dargestellt sind in 3 weiterhin zwei Nutensteine 201. Ein - aus der Perspektive von 3 - rechtsseitig dargestellter Nutenstein 305 geht mit dem Spannmittel 301 eine kraftschlüssige Verbindung ein, wenn der Akku 101 - aus der Perspektive von 3 - nach rechts verschoben wird, sodass sich das Spannmittel 301 bei Kontakt mit dem ersten Nutenstein 305 elastisch verformt. Ein durch den Auswurf- und Anschlagnocken 303 gebildeter Anschlag stößt dann an den ersten Nutenstein 305 an und verhindert, dass der Akku 101 weiter nach rechts verschoben werden kann.
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Bei einer Verschiebung nach links kommt eine abgeschrägte Fläche des Auswurf- und Anschlagnockens 303 in Kontakt mit einem zweiten, linksseitig dargestellten Nutenstein 307. Mit der abgeschrägten Fläche gleitet der Auswurf- und Anschlagnocken 303 dann an dem zweiten Nutenstein 307 ab, sodass der Akku 101 orthogonal zu der Richtung der Verschiebung aus der Fixiervorrichtung 103 ausgeworfen wird.
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4 zeigt einen Anschlagnocken 401. Dieser bildet einen Anschlag gegenüber dem ersten Nutenstein 305. Der Anschlagnocken 401 kommt mit dem ersten Nutenstein 305 in Kontakt, wenn der Akku 101 - wie in 4 gezeigt - in falscher Position in die Fixiervorrichtung 103 eingesetzt wird. Durch den Anschlagnocken 401 wird verhindert, dass der Akku 101 aus dieser Position heraus in die Fixiervorrichtung 103 eingeschoben werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 101
- Akku
- 103
- Fixiervorrichtung
- 201
- Nutenstein
- 203
- Führungsnut
- 205
- Spannmittel
- 207
- Fixiert
- 301
- Spannmittel
- 303
- Auswurf- und Anschlagnocken
- 305
- Nutenstein
- 307
- Nutenstein
- 401
- Anschlagnocken
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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