DE102021210146A1 - Akkupack insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Fahrrad - Google Patents

Akkupack insbesondere für ein elektrisch angetriebenes Fahrrad Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Akkupack (2), insbesondere eines elektrisch angetriebenen Fahrrads, aufweisend ein erstes Gehäusebauteil (1), ein zweites Gehäusebauteil (4), und eine Akkubaugruppe (6), wobei das erste Gehäusebauteil (1) und das zweite Gehäusebauteil (4) dazu eingerichtet sind, die Akkubaugruppe (6) vor Umwelteinflüssen zu schützen, wobei das erste Gehäusebauteil (1) zumindest einen ersten Verbindungsbereich (8) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, das erste Gehäusebauteil (1) mit dem zweiten Gehäusebauteil (4) zu verbinden, wobei das erste Gehäusebauteil (1) zumindest im ersten Verbindungsbereich (8) einen für elektromagnetische Wellen zumindest teilweise durchlässigen, insbesondere lasertransparenten, Werkstoff umfasst, sodass eine erste stoff- und/oder formschlüssige Verbindung (10) zwischen dem Gehäusebauteil (1) und dem weiteren Gehäusebauteil (4) mit elektromagnetischen Wellen ausbildbar ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Akkupack, insbesondere für ein angetriebenes Fahrrad, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines Akkupacks.
  • Derzeit existieren eine Vielzahl von mobilen wiederaufladbaren Energiespeichern, welche in der Regel mehrere einzelnen Lithium-Ionen-Zellen unterschiedlichster Form umfassen. Diese Lithium-Ionen-Zellen werden einschließlich einer Steuerung in ein Gehäuse gefasst und umschlossen. Das Gehäuse der Zellen des Akkupacks übernimmt viele wichtige Aufgaben. Dabei kann es eine Aufgabe des Akkupacks sein, die innenliegende Technik vor Umwelteinflüssen zu schützen. Ferner kann es eine Aufgabe des Akkupacks sein die Akkus vor mechanischen Verformungen oder Belastungen sowie Vibration zu schützen.
  • Der zunehmende Wettbewerb im Bereich der Akkupacks sorgt auch für einen Kostendruck, sodass insbesondere kostengünstigere Komponenten für Akkupacks stärker nachgefragt werden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der erfindungsgemäße Akkupack, insbesondere eines elektrisch angetriebenen Fahrrads mit den Merkmalen des Anspruchs 1, weist gegenüber dem Bekannten den Vorteil auf, dass der erste Verbindungsbereich ein Laserschweißen direkt zwischen den beiden Gehäusebauteilen, welche einander überlappen können, ermöglicht. Somit können beispielsweise Bauteiltoleranzen bei der Montage ausgeglichen werden. Darüber hinaus können weitere Elemente, wie beispielsweise Federelemente oder weitere Verbindungsstellen, zwischen den Gehäusebauteilen und der Akkubaugruppe auch bei einem geschlossenen Gehäuse miteinander verbunden werden. Ferner wird zudem die Montage vereinfacht, da keine weiteren Hilfsmittel, wie beispielsweise Schrauben oder Klebstoffe, benötigt werden, um die beiden Gehäusebauteile miteinander zu fügen. Ferner können mittels des Laserstrahlschweißens auch weitere Elemente innerhalb des Gehäuses, wenn dieses geschlossen ist, aktiviert werden, sodass beispielsweise ein Schaum aktivierbar ist, um somit eine formschlüssige Verbindung zwischen der Akkubaugruppe und den Gehäusebauteilen und/oder eine dämpfende Wirkung auszubilden, insbesondere mit einer Vorspannung. Weiterhin können Gewicht und Volumen des Akkupads reduziert werden.
  • Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Akkupack, insbesondere eines elektrisch angetriebenen Fahrrads, ein erstes Gehäusebauteil, ein zweites Gehäusebauteil und eine Akkubaugruppe aufweist. Das erste Gehäusebauteil und das zweite Gehäusebauteil sind dazu eingerichtet, die Akkubaugruppe vor Umwelteinflüssen zu schützen, wobei das erste Gehäusebauteil zumindest einen ersten Verbindungsbereich aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, das erste Gehäusebauteil mit dem zweiten Gehäusebauteil zu verbinden, wobei das erste Gehäusebauteil zumindest im ersten Verbindungsbereich einen für elektromagnetische Wellen zumindest teilweise durchlässigen, insbesondere lasertransparenten, Werkstoff umfasst, sodass eine erste stoff- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem Gehäusebauteil und dem weiteren Gehäusebauteil mit elektromagnetischen Wellen ausbildbar ist.
  • In anderen Worten umfasst das Akkupack ein erstes Gehäusebauteil sowie ein zweites Gehäusebauteil und eine Akkubaugruppe. Das erste Gehäusebauteil und das zweite Gehäusebauteil weisen insbesondere jeweils Konturen auf, welche derart ausgestaltet sind, dass insbesondere eine Überlappung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil oder einer stirnseitigen Anlage ausgebildet werden kann. Das Akkupack kann insbesondere für Fahrräder, E-Bikes und/oder Pedelecs eingesetzt werden. Ferner kann das Akkupack auch in anderen Akku-betriebenen Geräten, wie bspw. Geräte für das Handwerk, wie bspw. Akkuschrauber, Geräte für die Gartenpflege, wie bspw. Rasenmäher und/oder Geräte der Sensor- und/oder Lichttechnik, wie bspw. Scheinwerfer eingesetzt werden.
  • Die beiden Gehäusebauteile können insbesondere die Akkubaugruppe vor Umwelteinflüssen schützen, indem sie diese umschließen. Beispielsweise können das erste und das zweite Gehäusebauteil einen wasserdichten Volumenkörper ausbilden, in dem die Akkubaugruppe angeordnet ist, sodass die Akkubaugruppe vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Dabei bedeutet vor Umwelteinflüssen schützen in diesem Zusammenhang, dass das erste Gehäusebauteil und/oder das zweite Gehäusebauteil eine entsprechende Wandstärke aufweisen, um die Akkubaugruppe vor Regen und Stößen zu stützten. Vorzugsweise weisen das erste Gehäusebauteil und das zweite Gehäusebauteil einen Werkstoff bzw. Material auf, welche die Wandstärke verändern können. Vorzugsweise weist die Akkubaugruppe zumindest eine Akkuzelle sowie eine dazugehörige Kontrolleinheit, welche dazu eingerichtet ist, das Laden und/oder das Entladen der Akkuzelle zu regeln.
  • Ferner kann insbesondere die Überlappung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil dazu genutzt werden, dass mittels des ersten Verbindungsbereiches des ersten Gehäusebauteils dieser mit dem zweiten Gehäusebauteil verbunden wird. Dies wird dadurch ermöglicht, dass das erste Gehäusebauteil im ersten Verbindungsbereich einen für elektromagnetische Wellen zumindest teilweise durchlässigen, insbesondere lasertransparenten Werkstoff umfasst. Lasertransparent kann insbesondere in diesem Zusammenhang bedeuten, dass der Werkstoff elektromagnetische Wellen, insbesondere Laserstrahlen, nicht vollständig bricht oder reflektiert, sondern für einen Anteil der Laserstrahlen durchlässig ist. Somit kann das zweite Gehäusebauteil durch das erste Gehäusebauteil mittels eines Laserstrahls bearbeitet werden, sodass das erste und das zweite Gehäusebauteil mittels Laserstrahlschweißens verbunden werden können. Insbesondere bilden dabei das erste Gehäusebauteil und das zweite Gehäusebauteil eine erste stoff- und/oder formschlüssige Verbindung aus, welche durch elektromagnetische Wellen bzw. mittels Laserstrahlschweißens ausgebildet wird. Beispielsweise kann es sich bei der stoffschlüssigen Verbindung um eine Schweißverbindung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil handeln, welche mittels Laserstrahlschweißens ausgebildet wurde. Bei der formschlüssigen Verbindung kann es sich beispielsweise um einen Schaum handeln, welcher mit einem Laserstrahl oder Ähnlichem durch den ersten Verbindungsbereich aktiviert werden kann, sodass der Schaum aktiviert wird und dieser sich im Volumen stark vergrößert, sodass dieser die beiden Gehäusebauteile und die Akkubaugruppe miteinander verbindet und somit eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Gehäusebauteilen ausbilden kann. Beispielsweise weist der Schaum erst einen weichen elastischen Zustand auf, sodass dieser in verschiedene Ausnehmungen der beiden Gehäusebauteile eingreifen kann. Ferner kann der Schaum einen zweiten Zustand aufweisen, welcher fest ist, sodass das erste Gehäusebauteil und das zweite Gehäusebauteil miteinander durch die Aushärtung des Schaumes verbunden werden können, insbesondere unter einer vorbestimmten Vorspannung der Bauteile.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil mittels Laserstrahlschweißens ausbildbar.
  • Ein Vorteil dieser Erfindung kann sein, dass mithilfe des Laserstrahlschweißens eine hohe Taktzahl erreicht werden kann, da kein Umrüsten oder Neupositionieren von Fügebauteilen benötigt wird und somit das Laserstrahlschweißen flexibel einsetzbar und kostengünstig ist.
  • Ferner kann das erste Gehäusebauteil zu dem zweiten Gehäusebauteil positioniert werden, sodass eine Überlappung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil entsteht, wobei mittels des Laserstrahlschweißens eine innenliegende Verbindung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil ausgebildet werden kann.
  • Weiter bevorzugt weist das erste Gehäusebauteil zumindest einen zweiten Verbindungsbereich zum Verbinden des ersten Gehäusebauteils mit der Akkubaugruppe auf, wobei das erste Gehäusebauteil zumindest im zweiten Verbindungsbereich einen für elektromagnetische Wellen, insbesondere lasertransparenten, Werkstoff umfasst, sodass eine zweite Verbindung zwischen dem Gehäusebauteil und der Akkubaugruppe ausbildbar ist.
  • Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann sein, dass mithilfe einer Verbindung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und der Akkubaugruppe eine vorbestimmte Position der Akkubaugruppe innerhalb des Akkupacks eingestellt werden kann. Ferner kann die Akkubaugruppe mittels der zweiten Verbindung zwischen dem Gehäusebauteil und der Akkubaugruppe derart ausgestaltet werden, dass ein verbesserter Stoß- als auch Vibrationsschutz für die Akkubaugruppe ausgebildet werden kann.
  • Ferner umfasst das erste Gehäusebauteil einen zweiten Verbindungsbereich. Der zweite Verbindungsbereich kann vom ersten Verbindungsbereich beabstandet als auch überlappend als auch identisch sein. Der zweite Verbindungsbereich ist bzw. umfasst einen für elektromagnetische Wellen insbesondere lasertransparenten Werkstoff, aus welchem das erste Gehäusebauteil im Bereich des zweiten Verbindungsbereichs ausgebildet ist. Mittels des zweiten Verbindungsbereichs lässt sich insbesondere mittels Laserstrahlschweißens das erste Gehäusebauteil mit der Akkubaugruppe verbinden, insbesondere mit einer stoffschlüssigen Schweißverbindung. Beispielsweise kann ein Teil der Akkubaugruppe an der Innenseite des ersten Gehäusebauteils anliegen, wobei dann mit einem Laserstrahl durch das erste Gehäusebauteil im zweiten Verbindungsbereich durchgestrahlt wird, sodass die Akkubaugruppe mit dem ersten Gehäusebauteil stoffschlüssig verbunden werden kann.
  • Vorzugsweise weist die Akkubaugruppe zumindest einen Steg auf, wobei der Steg der Akkubaugruppe mit dem ersten Gehäusebauteil und/oder dem zweiten Gehäusebauteil mittels des zweiten Verbindungsbereichs verbindbar ist.
  • Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann sein, dass die Akkubaugruppe von thermischen Einwirkungen durch die Laserstrahlen geschützt wird, da der Steg die Akkubaugruppe von einer Innenseite der Gehäusebauteile beabstanden kann. Ferner kann der Steg beispielsweise vibrationsdämpfende Eigenschaften aufweisen, sodass die Akkubaugruppe weiter vor Vibrationen geschützt werden kann. Ferner kann die Akkubaugruppe einen Steg, Element oder eine andere Art von Geometrie aufweisen, welche dazu eingerichtet ist, die Akkubaugruppe mit einem der Gehäusebauteile zu verbinden. Dabei kann die Akkubaugruppe mehrere Stege aufweisen, wobei beispielsweise ein erster Steg an dem ersten Gehäusebauteil und ein zweiter Steg an dem zweiten Gehäusebauteil anordenbar ist.
  • Weiter bevorzugt ist mittels der zweiten Verbindung eine vorbestimmte Vorspannung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und der Akkubaugruppe einstellbar.
  • Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann sein, dass mithilfe der vorbestimmten Vorspannung eine Position der Akkubaugruppe in dem ersten und dem zweiten Gehäusebauteil gezielt eingestellt werden kann. Beispielsweise kann mittels der Vorspannung gewährleistet werden, dass die Akkubaugruppe vollumfänglich von dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil beabstandet ist. Ferner kann die vorbestimmte Vorspannung beispielsweise mittels Laserstrahlschweißens und einem anschließenden Abkühlen der Verbindung ausgestaltet werden.
  • Ferner ist bevorzugt, dass die Akkubaugruppe zumindest ein Federelement aufweist, welches sich an einer Innenseite des ersten Gehäusebauteils und/oder an einer Innenwand des zweiten Gehäusebauteils abstützt, sodass die Akkubaugruppe mittels des Federelements in einer vorbestimmten Position innerhalb des Akkupacks positioniert ist.
  • Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann sein, dass mithilfe des Federelements insbesondere Schläge oder andere starke Belastungen die Akkubaugruppe vor Schäden schützen können, da diese einen Großteil der Energie aufnehmen können als auch gewährleisten, dass das Akkupack nicht gegen das erste Gehäusebauteil oder das zweite Gehäusebauteil schlägt.
  • Das Akkupack kann an seiner Außenfläche insbesondere einen Steg oder eine Vielzahl von Stegen aufweisen. Dabei kann ein erster Typ von Steg dazu eingerichtet sein, eine Verbindung zwischen der Akkubaugruppe und den Gehäusebauteilen auszubilden. Ein zweiter Typ von Steg kann beispielsweise eine Art Federelement sein, welches dafür sorgt, dass das Akkupack in einer vorbestimmten Position zu dem ersten und dem zweiten Gehäusebauteil positioniert ist. Ferner können die Federelemente, insbesondere ein zweiter Typ von Steg, sich an der Innenseite bzw. der Innenwand des ersten und/oder des zweiten Gehäusebauteils abstützen, sodass ein vorbestimmter Abstand zwischen dem Akkupack und dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil eingehalten werden kann. Dies kann insbesondere den Vorteil mit sich bringen, dass das Akkupack aufgrund der Luft zwischen dem Akkupack und dem Gehäuse einen thermischen Isolationseffekt ausbilden kann.
  • Vorzugsweise weist das erste Gehäusebauteil einen Aktivierungsbereich auf, wobei das erste Gehäusebauteil im Aktivierungsbereich einen für elektromagnetischen Wellen zumindest teilweise durchlässigen, insbesondere lasertransparenten, Werkstoff umfasst, wobei das Gehäusebauteil ein Aktivierungselement aufweist, insbesondere einen thermisch aktivierbaren Schaum, welcher an den Aktivierungsbereich angrenzt, wobei das Aktivierungselement mittels einer elektromagnetischen Welle, welche durch den Aktivierungsbereich strahlt, aktivierbar ist, insbesondere wenn das erste Gehäusebauteil mit dem zweiten Gehäusebauteil verbunden ist und/oder das Aktivierungselement das erste Gehäusebauteil mit dem zweiten Gehäusebauteil verbindet.
  • Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann sein, dass mittels mit einem Laserstrahlaktivierbaren Schaum die Akkubaugruppe in dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil gesichert werden kann. Ferner kann der Schaum dazu genutzt werden, das erste Gehäusebauteil mit dem zweiten Gehäusebauteil zu verbinden, sodass eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil entsteht.
  • An dem ersten Gehäusebauteil kann ein Aktivierungsbereich angeordnet sein, welcher einen zumindest teilweise durchlässigen insbesondere lasertransparenten Werkstoff umfasst. An diesen Aktivierungsbereich bzw. im Sichtkegel des Aktivierungsbereichs kann ein Aktivierungselement angeordnet sein, welches am ersten Gehäusebauteil befestigt ist. Mittels eines Laserstrahls oder einer anderen elektromagnetischen Welle lässt sich das Aktivierungselement aktivieren, um somit das erste und das zweite Gehäusebauteil verbinden zu können oder die Akkubaugruppe vor Stößen schützen zu können. Bei dem Aktivierungselement kann es sich insbesondere um einen laserstrahlaktivierbaren Schaum oder einen anderen thermisch aktivierbaren Werkstoff handeln.
  • Bevorzugt ist die Akkubaugruppe in einer vorbestimmten Position innerhalb des ersten Gehäusebauteils und des zweiten Gehäusebauteils mittels der ersten stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung positionierbar. Ein Vorteil diese Ausführungsform kann sein, dass mithilfe der vorbestimmten Position ein konstanter Abstand zwischen der Akkubaugruppe und dem ersten und dem zweiten Gehäusebauteil eingestellt werden kann, sodass ein Schlag auf das Akkupack nicht direkt an die Akkubaugruppe übertragen werden kann.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Akkupacks, welches ein erstes Gehäusebauteil und zumindest ein zweites Gehäusebauteil umfasst, wobei das erste Gehäusebauteil zumindest einen ersten Verbindungsbereich aufweist, welcher einen für elektromagnetische Wellen zumindest teilweise durchlässigen, insbesondere lasertransparenten Werkstoff umfasst, aufweisend die Schritte:
    • - Positionieren des ersten Gehäusebauteils zu dem zweiten Gehäusebauteil,
    • - Ausbilden einer ersten stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil mittels Laserstrahlschweißens im ersten Verbindungsbereich.
  • Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann sein, dass mithilfe der ersten stoff- und /oder formschlüssigen Verbindung eine Bauteiltoleranz des ersten Gehäusebauteils und des zweiten Gehäusebauteils reduziert werden kann, da mittels des Laserstrahlschweißens diese Toleranz ausgeglichen werden kann.
  • Bei dem ersten Gehäusebauteil und zweiten Gehäusebauteil kann es sich insbesondere um das erste Gehäusebauteil und/oder zweite Gehäusebauteil bzw. das Akkupack, wie voranstehend und nachfolgend beschrieben, handeln und umgekehrt. Ferner umfasst das Verfahren den Schritt Positionieren, Einschieben und/oder Verbinden des ersten Gehäusebauteils mit dem zweiten Gehäusebauteil. Mittels des Positionierens kann eine Überlappung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und dem zweiten Gehäusebauteil ausgebildet werden. An der Stelle der Überlappung können mittels Hilfe von Laserstrahlschweißen das erste Gehäusebauteil und das zweite Gehäusebauteil verbunden werden mittels der ersten stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung. Ferner kann auch die formschlüssige Verbindung mittels eines Schaums, welcher thermisch oder per Laserstrahl aktivierbar ist, ausgebildet werden, sodass die zueinander positionierten ersten und zweiten Gehäusebauteile mittels des Schaums verbunden werden können, insbesondere unter einer Vorspannung.
  • Weiter bevorzugt weist das Akkupack eine Akkubaugruppe auf, wobei das Gehäusebauteil zumindest einen zweiten Verbindungsbereich zum Verbinden des Gehäusebauteils mit der Akkubaugruppe aufweist, wobei das Gehäusebauteil zumindest im zweiten Verbindungsbereich einen für elektromagnetischen Wellen, insbesondere lasertransparenten Werkstoff umfasst, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:
    • - Positionieren des ersten Gehäusebauteils zu der Akkubaugruppe,
    • - Ausbilden einer zweiten stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und der Akkubaugruppe mittels Laserstrahlschweißens im zweiten Verbindungsbereich.
  • Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann sein, dass mithilfe des zielgenauen Positionierens des ersten Gehäusebauteils zur Akkubaugruppe ein Abstand zwischen der Akkubaugruppe und dem ersten Gehäusebauteil eingestellt werden kann, bevor die zweite stoff- und/oder formschlüssige Verbindung mittels Laserstrahlschweißens ausgebildet werden kann. Ferner kann mithilfe der zweiten stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung die Akkubaugruppe kostengünstig mit dem ersten Gehäusebauteil verbunden werden, insbesondere gleichzeitig mit dem Ausbilden der ersten Verbindung.
  • Ferner ist das Positionieren, Platzieren und/oder Orientieren des ersten Gehäusebauteils zu der Akkubaugruppe derart ausgestaltet, dass die Akkubaugruppe zumindest teilweise an dem ersten Gehäusebauteil anliegt. Beispielsweise liegt dabei eine Außenseite der Akkubaugruppe an einer Innenseite des Gehäusebauteils an. Bevorzugt wird eine zweite stoff- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und der Akkubaugruppe mittels Laserstrahlschweißens im zweiten Verbindungsbereich ausgebildet, generiert bzw. ausgestaltet. Der Laserstrahl strahlt dabei durch den zweiten Verbindungsbereich des ersten Gehäusebauteils und kann somit die Akkubaugruppe am ersten Gehäusebauteil befestigen.
  • Bevorzugt weist das Verfahren den Schritt auf:
    • - Einstellen einer vorbestimmten Vorspannung zwischen dem ersten Gehäusebauteil und der Akkubaugruppe mittels der zweiten Verbindung durch Laserstrahlschweißen.
  • Ein Vorteil kann sein, dass mithilfe des Laserstrahlschweißens und dem thermischen Erwärmen der Akkubaugruppe und des ersten Gehäusebauteils durch den Abkühlvorgang eine vorbestimmte Vorspannung zwischen der Akkubaugruppe und dem ersten Gehäusebauteil ausgebildet werden kann.
  • Weiter bevorzugt werden die erste Verbindung und die zweite Verbindung gleichzeitig, insbesondere in einem Arbeitsschritt, ausgebildet.
  • Ein Vorteil dieser Ausführungsform kann sein, dass durch das gleichzeitige Ausbilden der ersten und der zweiten Verbindung eine Prozess- oder bzw. Verarbeitungszeit reduziert werden kann und somit die Kosteneffektivität des Herstellverfahrens gesteigert werden kann. Gleichzeitig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass insbesondere der Bearbeitungsvorgang des Laserstrahlschweißens gleichzeitig beginnt bzw. im selben Arbeitsschritt stattfindet.
  • Figurenliste
  • Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen zeigt:
    • 1a und 1b ein Akkupack gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    • 2 ein Akkupack gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
    • 3 ein Akkupack gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
    • 4 ein Akkupack gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
    • 5 ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel,
    • 6 ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel, und
    • 7 ein Akkupack gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel.
  • Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
  • Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1a bis 7 ein Akkupack gemäß bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung im Detail beschrieben.
  • 1a stellt den Akkupack 2 dar, welcher ein erstes Gehäusebauteil 1 und ein zweites Gehäusebauteil 4 umfasst. In der 1a sind das erste Gehäusebauteil 1 und das zweite Gehäusebauteil 4 noch nicht miteinander verbunden. Innerhalb des zweiten Gehäusebauteils 4 ist eine Akkubaugruppe 6 angeordnet. Das erste Gehäusebauteil 1 weist dabei einen ersten Verbindungsbereich 8 auf, welcher einen Werkstoff umfasst bzw. aus einem Werkstoff besteht, welcher für elektromagnetische Wellen zumindest teilweise durchlässig ist bzw. lasertransparent ist.
  • 1b zeigt das Akkupack 2, welches mittels eines Lasterstrahls 34 aus dem ersten Gehäusebauteil 1 und dem zweiten Gehäusebauteil 4 gebildet wird. Ferner kann das erste Gehäusebauteil 1 mit dem zweiten Gehäusebauteil 4 mit einer ersten stoff- und/oder formschlüssigen umlaufenden Verbindung 10 verbunden werden. Bevorzugt strahlt der Laserstrahl 34 durch den ersten Verbindungsbereich 8, sodass die erste stoff- und/oder formschlüssige Verbindung 10 ausgebildet wird. Zwischen dem Akkupack 6 und dem ersten Gehäusebauteil ist ein Positionierelement 5 angeordnet, welches Bewegungen des Akkupacks 6 innerhalb des Gehäuses verhindert. Somit bilden das erste Gehäusebauteil 1 und das zweite Gehäusebauteil 4 eine Schutzwirkung für die Akkubaugruppe 6 aus.
  • In der 2 ist das Akkupack 2, welches das erste Gehäusebauteil 1 und das zweite Gehäusebauteil 4 umfasst, gezeigt. Das erste Gehäusebauteil 1 weist dabei den ersten umlaufenden Verbindungsbereich 8 auf, welcher dazu eingerichtet ist, mittels eines Laserstrahls 34 das erste Gehäusebauteil 1 mit dem zweiten Gehäusebauteil 4 durch die erste Verbindung 10 zu verbinden. Ferner weist das erste Gehäusebauteil 1 einen zweiten Verbindungsbereich 12 auf, welcher dazu eingerichtet ist, das erste Gehäusebauteil 1 mit einem Steg 22 der Akkubaugruppe 6 zu verbinden. Dabei kann ein Laserstrahl 34 durch den zweiten Verbindungsbereich 12 strahlen, sodass der Steg 22 mit dem ersten Gehäusebauteil 1 verbunden werden kann. Dabei weist das erste Gehäusebauteil 1 eine Innenseite 24 auf, an dem der Steg 22 anliegen kann. Ferner kann die Akkubaugruppe 6 eine Vielzahl von Stegen 22 aufweisen, welche die Akkubaugruppe 6 mit dem ersten Gehäusebauteil 1 verbindet.
  • 3 zeigt den Akkupack 2, umfassend das erste Gehäusebauteil 1 sowie das zweite Gehäusebauteil 4. Innerhalb des ersten Gehäusebauteils 1 und des zweiten Gehäusebauteils 4 ist die Akkubaugruppe 6 angeordnet. Das erste Gehäusebauteil 1 weist den ersten Verbindungsbereich 8 zur Ausbildung der ersten umlaufenden Verbindung 10 zwischen dem ersten Gehäusebauteil 1 und dem zweiten Gehäusebauteil 4 auf. Ferner weist das erste Gehäusebauteil 1 einen Aktivierungsbereich 16 auf, an welchem ein Aktivierungselement 18 angeordnet ist. Das Aktivierungselement 18 kann beispielsweise ein thermisch aktivierbarer Schaum oder Ähnliches sein. Mittels eines Laserstrahls 34 kann das Aktivierungselement 18 durch den Aktivierungsbereich 16 in dem ersten Gehäusebauteil 1 aktiviert werden und somit ein Ausdehnungsprozess des Schaums des Aktivierungselements 18 begonnen werden. Dabei kann das Aktivierungselement 18 dazu eingerichtet sein, das erste Gehäusebauteil 1 und das zweite Gehäusebauteil 4 miteinander zu verbinden sowie die Akkubaugruppe 6 mit dem ersten Gehäusebauteil 1 und/oder mit dem zweiten Gehäusebauteil 4 zu verbinden, insbesondere unter einer Vorspannung. Darüber hinaus kann das erste Gehäusebauteil 1 den zweiten Verbindungsbereich 12 aufweisen, mittels dem die zweite Verbindung 14 zwischen dem ersten Gehäusebauteil 1 und der Akkubaugruppe 6 bzw. dem Steg 22 der Akkubaugruppe 6 ausgebildet werden kann.
  • 4 zeigt eine Akkubaugruppe 6, welche Federelemente 26 aufweist, welche sich an der Innenseite 24 abstützen. Mittels eines Laserstrahls 34 kann beispielsweise durch den zweiten Verbindungsbereich 12 das Federelement 26 an das erste Gehäusebauteil, insbesondere der Innenseite 24 des ersten Gehäusebauteils 1, befestigt werden. Ferner kann das Federelement 26 sich an einer Innenwand 30 des zweiten Gehäusebauteils 4 abstützen, sodass die Akkubaugruppe in einer vorbestimmten Position gehalten werden kann.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten des Verfahrens 32 zum Herstellen eines Akkupacks 2, welches den Schritt Positionieren S1 des ersten Gehäusebauteils 1 zu dem zweiten Gehäusebauteil 4 umfasst. Ferner umfasst das Verfahren 32 den Schritt Ausbilden S2 einer stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung 10 zwischen dem ersten Gehäusebauteil 1 und dem zweiten Gehäusebauteil 4 mittels Laserstrahlschweißens im ersten Verbindungsbereich 8.
  • 6 zeigt ein Flussdiagramm zur Illustration von Schritten gemäß eines erweiterten Verfahrens 36, welches die Schritte S1 und S2, wie voranstehend erläutert aufweist. Ferner umfasst das erweiterte Verfahren 36 den Schritt Positionieren S3 des ersten Gehäusebauteils 1 zu der Akkubaugruppe 6. Ferner umfasst das erweiterte Verfahren 36 den Schritt Ausbilden S4 einer zweiten stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung 14 zwischen dem ersten Gehäusebauteil 1 und der Akkubaugruppe 6 mittels Laserstrahlschweißens im zweiten Verbindungsbereich 12. Ferner kann das erweiterte Verfahren 36 den Schritt Einstellen S5 einer vorbestimmten Vorspannung zwischen dem ersten Gehäusebauteil 1 und der Akkubaugruppe 6 mittels der zweiten Verbindung 14 durch Laserstrahlschweißen umfassen.
  • 7 zeigt den Akkupack 2, bei welchem die erste umlaufende Verbindung 10 und die zweite Verbindung 14 gleichzeitig mittels Laserstrahlschweißens und der dazugehörigen Laserstrahlen 34 ausgebildet werden. Dabei weist der Akkupack 2 das erste Gehäusebauteil 1 auf. Das erste Gehäusebauteil 1 weist einen ersten umlaufenden Verbindungsbereich 8 auf, welcher durch seine Lasertransparenz bzw. Laserdurchlässigkeit das Ausbilden einer ersten Verbindung 10 ermöglicht. Ferner weist das erste Gehäusebauteil 1 den zweiten Verbindungsbereich 12 auf, welcher durch seine Lasertransparenz bzw. Laserdurchlässigkeit das Ausbilden der zweiten Verbindung 14 ermöglicht. Die zweite Verbindung 14 wird zwischen dem ersten Gehäusebauteil 1 und dem Steg 22 der Akkubaugruppe 6 gebildet.

Claims (12)

  1. Akkupack (2), insbesondere eines elektrisch angetriebenen Fahrrads, aufweisend: - ein erstes Gehäusebauteil (1), - ein zweites Gehäusebauteil (4), und - eine Akkubaugruppe (6), wobei das erste Gehäusebauteil (1) und das zweite Gehäusebauteil (4) dazu eingerichtet sind, die Akkubaugruppe (6) vor Umwelteinflüssen zu schützen, wobei das erste Gehäusebauteil (1) zumindest einen ersten Verbindungsbereich (8) aufweist, welcher dazu eingerichtet ist, das erste Gehäusebauteil (1) mit dem zweiten Gehäusebauteil (4) zu verbinden, wobei das erste Gehäusebauteil (1) zumindest im ersten Verbindungsbereich (8) einen für elektromagnetische Wellen zumindest teilweise durchlässigen, insbesondere lasertransparenten, Werkstoff umfasst, sodass eine erste stoff- und/oder formschlüssige Verbindung (10) zwischen dem Gehäusebauteil (1) und dem weiteren Gehäusebauteil (4) mit elektromagnetischen Wellen ausbildbar ist.
  2. Akkupack nach Anspruch 1, wobei die Verbindung (10) zwischen dem ersten Gehäusebauteil (1) und dem zweiten Gehäusebauteil (4) mittels Laserschweißen ausbildbar ist.
  3. Akkupack nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Gehäusebauteil (1) zumindest einen zweiten Verbindungsbereich (12) zum Verbinden des ersten Gehäusebauteils (1) mit der Akkubaugruppe (6) aufweist, wobei das erste Gehäusebauteil (1) zumindest im zweiten Verbindungsbereich (12) einen für elektromagnetische Wellen, insbesondere lasertransparente, Werkstoff umfasst, sodass eine zweite Verbindung (14) zwischen dem Gehäusebauteil (1) und der Akkubaugruppe (6) ausbildbar ist.
  4. Akkupack nach Anspruch 3, wobei die Akkubaugruppe (6) zumindest einen Steg (22) aufweist, wobei der Steg (22) der Akkubaugruppe (6) mit dem ersten Gehäusebauteil (1) und/oder dem zweiten Gehäusebauteil (4) mittels des zweiten Verbindungsbereichs (12) verbindbar ist.
  5. Akkupack nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei mittels der zweiten Verbindung (14) eine vorbestimmte Vorspannung zwischen dem ersten Gehäusebauteil (1) und der Akkubaugruppe (6) einstellbar ist.
  6. Akkupack nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Akkubaugruppe (6) zumindest ein Federelement (26) aufweist, welches sich an einer Innenseite (24) des ersten Gehäusebauteils (1) und/oder an einer Innenwand (30) des zweiten Gehäusebauteils (4) abstützt, sodass die Akkubaugruppe (6) mittels des Federelements (26) in einer vorbestimmten Position innerhalb des Akkupacks (2), insbesondere unter Vorspannung, positioniert ist.
  7. Akkupack nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Gehäusebauteil (1) einen Aktivierungsbereich (16) aufweist, wobei das erste Gehäusebauteil (1) im Aktivierungsbereich (16) einen für elektromagnetische Wellen zumindest teilweise durchlässigen, insbesondere lasertransparenten, Werkstoff umfasst, wobei das Gehäusebauteil (1) ein Aktivierungselement (18) aufweist, insbesondere einen thermisch aktivierbaren Schaum, welches an den Aktivierungsbereich (16) angrenzt, wobei das Aktivierungselement (18) mittels einer elektromagnetischen Welle, welche durch den Aktivierungsbereich (16) strahlt, aktivierbar ist, insbesondere wenn das erste Gehäusebauteil (1) mit dem zweiten Gehäusebauteil (4) verbunden ist und/oder das Aktivierungselement (18) das erste Gehäusebauteil (1) mit dem zweiten Gehäusebauteil (4), insbesondere unter Vorspannung, verbindet.
  8. Akkupack nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Akkubaugruppe (6) in einer vorbestimmten Position innerhalb des ersten Gehäusebauteils (1) und dem zweiten Gehäusebauteil (4) mittels der ersten stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung, insbesondere unter Vorspannung, positionierbar ist.
  9. Verfahren (32) zum Herstellen eines Akkupacks (2), welches ein erstes Gehäusebauteil (1) und zumindest ein zweites Gehäusebauteil (4) umfasst, wobei das erste Gehäusebauteil (1) zumindest einen ersten Verbindungsbereich (8) aufweist, welcher einen für elektromagnetische Wellen zumindest teilweise durchlässigen, insbesondere lasertransparenten, Werkstoff umfasst, aufweisend die Schritte: - Positionieren des ersten Gehäusebauteils (1) zu dem zweiten Gehäusebauteil (4), - Ausbilden einer ersten stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung (10) zwischen dem ersten Gehäusebauteil (1) und dem zweiten Gehäusebauteil (4) mittels Laserstrahlschweißens im ersten Verbindungsbereich (8).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Akkupack (2) eine Akkubaugruppe (6) aufweist, wobei das Gehäusebauteil (1) zumindest einen zweiten Verbindungsbereich (12) zum Verbinden des Gehäusebauteils (1) mit der Akkubaugruppe (6) aufweist, wobei das Gehäusebauteil (1) zumindest im zweiten Verbindungsbereich (12) einen für elektromagnetische Wellen, insbesondere lasertransparente, Werkstoff umfasst, wobei das Verfahren den Schritt aufweist: - Positionieren des ersten Gehäusebauteils (1) zu der Akkubaugruppe (6), - Ausbilden einer zweiten stoff- und/oder formschlüssigen Verbindung (14) zwischen dem ersten Gehäusebauteil (1) und der Akkubaugruppe (6) mittels Laserstrahlschweißen im zweiten Verbindungsbereich (12).
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Verfahren den Schritt aufweist: - Einstellen einer vorbestimmten Vorspannung zwischen dem ersten Gehäusebauteil (1) und der Akkubaugruppe (6) mittels der zweiten Verbindung (14) durch Laserstrahlschweißen.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die erste Verbindung (10) und die zweite Verbindung (14) gleichzeitig, insbesondere in einem Arbeitsschritt, ausgebildet wird.
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