DE102022211483A1 - Electrical connection device for electric bicycles - Google Patents

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Manuel Wiest
Jannik Renfordt
Michael Hirschmann
Stephan Kuestermann
Thorsten Droigk
Yasin Kilic
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Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine elektrische Verbindungsvorrichtung (3) für ein Elektrofahrrad (1). Die elektrische Verbindungsvorrichtung (3) umfassend ein Kabel (33) mit mindestens einem elektrischen Leiter und mit einem ersten Ende (31) und einem zweiten Ende (32). Dabei ist das erste Ende (31) mit einer elektrischen Antriebseinheit (11) des Elektrofahrrads (1) verbindbar und das zweite Ende (32) mit einem zusätzlichen elektrischen Energiespeicher (2) verbindbar. Das erste Ende (31) weist einen ersten Stecker (4) auf, wobei der erste Stecker (4) elektrische Kontakte (43) aufweist und ausgebildet ist mit einer elektrischen Buchse (12) über die elektrischen Kontakte (43) eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen. Der erste Stecker (4) weist ebenfalls eine axiale Verriegelung (42) auf und ist ausgebildet mit der elektrischen Buchse (12) über die axiale Verriegelung (42) eine mechanisch lösbare Verbindung herzustellen. Des Weiteren weist der erste Stecker (4) eine axiale Dichtung (41) auf, welche derart eingerichtet ist, dass im verbundenen Zustand eine axiale Kraft auf die axiale Dichtung (41) wirkt.The present invention describes an electrical connection device (3) for an electric bicycle (1). The electrical connection device (3) comprises a cable (33) with at least one electrical conductor and with a first end (31) and a second end (32). The first end (31) can be connected to an electrical drive unit (11) of the electric bicycle (1) and the second end (32) can be connected to an additional electrical energy storage device (2). The first end (31) has a first plug (4), the first plug (4) having electrical contacts (43) and being designed to establish an electrically conductive connection with an electrical socket (12) via the electrical contacts (43). The first plug (4) also has an axial lock (42) and is designed to establish a mechanically detachable connection with the electrical socket (12) via the axial lock (42). Furthermore, the first connector (4) has an axial seal (41) which is designed such that an axial force acts on the axial seal (41) in the connected state.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsvorrichtung für Elektrofahrräder welche eingerichtet ist, einen zusätzlichen elektrischen Energiespeicher mit einer elektrischen Antriebseinheit zu verbinden.The present invention relates to an electrical connection device for electric bicycles which is designed to connect an additional electrical energy storage device to an electric drive unit.

Elektrofahrräder erfreuen sich einer steigenden Beliebtheit. Die elektrische Unterstützung des Fahrrads erlaubt es dem Fahrer weitere Strecken mit weniger Kraft zurückzulegen. Die Dauer der Unterstützung ist dabei maßgeblich von der Kapazität eines im Elektrofahrrad verbauten elektrischen Energiespeichers sowie der Höhe der elektrischen Unterstützung abhängig. Bei maximaler Unterstützung ist die Kapazität des elektrischen Energiespeichers häufig schon nach wenigen Stunden aufgebraucht. Um die Kapazität zu erhöhen haben sich zusätzliche elektrische Energiespeicher etabliert. Die zusätzlichen elektrischen Energiespeicher erlauben es längere Strecken mit einer höheren Unterstützung durch eine elektrische Antriebseinheit des Elektrofahrrads durchzuführen. Der zusätzliche elektrische Energiespeicher kann beispielsweise im Flaschenhalter des Elektrofahrrads platziert werden und über eine elektrische Verbindungsvorrichtung mit einer Antriebseinheit des Elektrofahrrads verbunden werden. Diese elektrische Verbindungsvorrichtung ist während der Fahrt erhöhten Belastungen durch äußere Einflüsse, wie Vibrationen, und Verschmutzung ausgesetzt. Des Weiteren muss die elektrische Verbindungsvorrichtung unter anderem im freien unter erschwerten Bedingungen schnell und einfach bedienbar sein.Electric bicycles are becoming increasingly popular. The bicycle's electrical support allows the rider to cover longer distances with less effort. The duration of the support depends largely on the capacity of an electrical energy storage unit built into the electric bicycle and the level of electrical support. With maximum support, the capacity of the electrical energy storage unit is often used up after just a few hours. Additional electrical energy storage units have been established to increase capacity. The additional electrical energy storage units allow longer distances to be covered with greater support from an electric bicycle's electrical drive unit. The additional electrical energy storage unit can, for example, be placed in the electric bicycle's bottle holder and connected to an electric bicycle's drive unit via an electrical connection device. This electrical connection device is exposed to increased stress from external influences such as vibrations and dirt during the ride. Furthermore, the electrical connection device must be quick and easy to use, including outdoors under difficult conditions.

Es wäre wünschenswert eine elektrische Verbindungsvorrichtung zu besitzen welche eine sichere Verbindung zwischen dem zusätzlichen elektrischen Energiespeicher und der elektrischen Antriebseinheit eines Elektrofahrrads herstellt und welche gut gegen äußere Einflüsse abgedichtet ist. Der weiteren wäre es wünschenswert, wenn diese elektrische Verbindungsvorrichtung einfach in der Handhabung ist.It would be desirable to have an electrical connection device that creates a secure connection between the additional electrical energy storage device and the electrical drive unit of an electric bicycle and that is well sealed against external influences. Furthermore, it would be desirable if this electrical connection device was easy to use.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße elektrische Verbindungsvorrichtung für ein Elektrofahrrad gemäß dem Anspruch 1 erfüllt diese Aufgabe mit einem Kabel, welches mindestens einen elektrischen Leiter umfasst und ein erstes und zweites Ende aufweist. Das erste Ende des ist dabei über einen ersten Stecker mit einer elektrischen Antriebseinheit der Elektrofahrrads verbindbar und das zweite Ende mit einem zusätzlichen elektrischen Energiespeicher. Der erste Stecker weist dabei sowohl wenigstens einen elektrischen Kontakt, als auch eine axiale Verriegelung auf, welche ausgebildet sind eine elektrisch und mechanisch lösbare Verbindung mit einer elektrischen Buchse herzustellen. Des Weiteren weist der erste Stecker eine axiale Dichtung auf, auf welche im verbundenen Zustand eine axiale Kraft wirkt und welche den elektrischen Kontakt abdichtet.The electrical connection device for an electric bicycle according to claim 1 according to the invention fulfills this task with a cable which comprises at least one electrical conductor and has a first and second end. The first end can be connected to an electric drive unit of the electric bicycle via a first plug and the second end to an additional electrical energy storage device. The first plug has at least one electrical contact and an axial lock, which are designed to produce an electrically and mechanically detachable connection to an electrical socket. Furthermore, the first plug has an axial seal, on which an axial force acts in the connected state and which seals the electrical contact.

Durch die axiale Kraft, welche auf die axiale Dichtung ausgeübt wird und von der axialen Verriegelung aufrechterhalten wird, verformt sich die axiale Dichtung elastisch und übt eine entgegenwirkende Kraft auf den ersten Stecker aus. Diese Vorspannung stellt eine definierte Position des ersten Steckers sicher und verhindert das Lösen des ersten Steckers aufgrund von Vibrationen.Due to the axial force exerted on the axial seal and maintained by the axial lock, the axial seal deforms elastically and exerts a counteracting force on the first connector. This preload ensures a defined position of the first connector and prevents the first connector from loosening due to vibrations.

Des Weiteren reduziert die elastische Verformung der axialen Dichtung das Spiel zwischen dem ersten Stecker und der elektrischen Buchse, welches beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen oder Verschleiß auftreten kann.Furthermore, the elastic deformation of the axial seal reduces the play between the first plug and the electrical socket, which can occur, for example, due to manufacturing tolerances or wear.

Zusätzlich wirkt sich die axiale Kraft auf die axiale Dichtung positiv auf die Dichteigenschaften der axialen Dichtung aus.In addition, the axial force on the axial seal has a positive effect on the sealing properties of the axial seal.

Das Elektrofahrrad weist einen vorverbauten elektrischen Energiespeicher auf, welcher durch den zusätzlichen elektrischen Energiespeicher ergänzt werden kann. Der vorverbaute elektrische Energiespeicher kann sowohl in den Rahmen des Elektrofahrrads integriert sein, als auch außerhalb des Rahmens angebracht sein. Der zusätzliche elektrische Energiespeicher wird vorzugsweise außerhalb des Rahmens angebracht, beispielsweise in einer Trinkflaschenhalterung, kann aber auch in den Rahmen des Elektrofahrrads integriert werden.The electric bicycle has a pre-installed electrical energy storage device, which can be supplemented by the additional electrical energy storage device. The pre-installed electrical energy storage device can be integrated into the frame of the electric bicycle or mounted outside the frame. The additional electrical energy storage device is preferably mounted outside the frame, for example in a water bottle holder, but can also be integrated into the frame of the electric bicycle.

Der zusätzliche elektrische Energiespeicher wird über die elektrische Verbindungsvorrichtung und die elektrische Buchse mit der elektrischen Antriebseinheit verbindbar gemacht. Somit hat die elektrische Antriebseinheit Zugriff auf die Kapazität des zusätzlichen elektrischen Energiespeichers. Die elektrische Buchse sitzt vorzugsweise im Rahmen in der Nähe der elektrischen Antriebseinheit, kann aber auch an einer beliebigen weiteren Position des Elektrofahrrads befestigt sein.The additional electrical energy storage device can be connected to the electric drive unit via the electrical connection device and the electrical socket. The electric drive unit thus has access to the capacity of the additional electrical energy storage device. The electrical socket is preferably located in the frame near the electric drive unit, but can also be attached to any other position on the electric bicycle.

Die elektrische Antriebseinheit umfasst vorzugsweise einen elektrischen Antrieb, eine Steuereinheit, ein Batterie Management System und dem vorverbauten elektrischen Energiespeicher, welche elektrisch miteinander verbunden sind. Der zusätzliche Energiespeicher ist vorzugsweise mit einer dieser Komponenten des elektrischen Antriebs direkt verbunden.The electric drive unit preferably comprises an electric drive, a control unit, a battery management system and the pre-installed electric energy storage unit, which are electrically connected to one another. The additional energy storage unit is preferably directly connected to one of these components of the electric drive.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The subclaims show preferred developments of the invention.

In einer bevorzugten Weiterbildung weist das zweite Ende der elektrischen Verbindungsvorrichtung einen zweiten Stecker auf. Der zweite Stecker ist zur Befestigung der elektrischen Verbindungsvorrichtung mit dem zusätzlichen elektrischen Energiespeicher ausgelegt. Der zweite Stecker am zweiten Ende der elektrischen Verbindungsvorrichtung kann identisch zum ersten Stecker ausgebildet sein, einen vergleichbaren Aufbau haben oder andere Merkmale aufweisen. Ein mit dem ersten Stecker identisches Design ist günstig in der Entwicklung und Herstellung. Ein vergleichbarer Aufbau ermöglicht ein anforderungsoptimiertes Design mit ähnlichen vorteilhaften Eigenschaften wie der erste Stecker. Des Weiteren wäre es möglich einen genormten Standardstecker als zweiten Stecker zu verwenden.In a preferred development, the second end of the electrical connection device has a second plug. The second plug is designed to attach the electrical connection device to the additional electrical energy storage device. The second plug at the second end of the electrical connection device can be identical to the first plug, have a comparable structure or have other features. A design identical to the first plug is favorable in development and production. A comparable structure enables a requirement-optimized design with similar advantageous properties as the first plug. Furthermore, it would be possible to use a standardized standard plug as the second plug.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltungsform der elektrischen Verbindungsvorrichtung ist das zweite Ende fest mit dem zusätzlichen Energiespeicher verbunden. Die feste Verbindung bietet eine hohe mechanische Festigkeit und Widerstandsfestigkeit gegen äußere Einflüsse. Des Weiteren ist eine feste Verbindung günstig in der Herstellung.In another possible embodiment of the electrical connection device, the second end is firmly connected to the additional energy storage device. The firm connection offers high mechanical strength and resistance to external influences. Furthermore, a firm connection is inexpensive to manufacture.

In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die axiale Verriegelung des ersten und/oder zweiten Steckers einen Schnapphaken auf. Schnapphaken stellen eine einfache und kostengünstige Möglichkeit zur Umsetzung einer axialen Verriegelung dar. Der Schnapphaken bildet mit einer zugehörigen Hinterschneidung in der elektrischen Buchse eine formschlüssige Verbindung, welche zerstörungsfrei lösbar ist.In an advantageous development, the axial locking of the first and/or second plug has a snap hook. Snap hooks represent a simple and cost-effective way of implementing an axial locking. The snap hook forms a positive connection with an associated undercut in the electrical socket, which can be released without causing any damage.

Weiter vorteilhaft weist der erst und/oder zweite Stecker wenigstens einen Entriegelungsbereich auf, über welchen die axiale Verriegelung zerstörungsfrei lösbar ist. Der Entriegelungsbereich kann beispielsweise als Druckknopf, Hebel oder Lasche ausgeführt sein. Das Lösen der axialen Verriegelung über den Entriegelungsbereich ist einfach in der Handhabung und ermögliche das Lösen des Steckers auch unter schwierigen Bedingungen ohne zusätzliches Werkzeug.It is also advantageous for the first and/or second plug to have at least one release area, via which the axial locking can be released without causing any damage. The release area can be designed as a push button, lever or tab, for example. Releasing the axial locking via the release area is easy to handle and allows the plug to be released even under difficult conditions without additional tools.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die axiale Verriegelung durch eine radiale Kraft auf den Entriegelungsbereich lösbar. Dabei liegt der Entriegelungsbereich vorzugsweise auf der Mantelfläche des ersten und/oder zweiten Steckers. Weiter bevorzugt liegt ein erster und zweiter Entriegelungsbereich entgegengesetzt zueinander auf der Mantelfläche angeordnet. Dies erlaubt ein einfaches, natürliches Lösen der axialen Verriegelung mit einem Zangengriff aus Daumen und Zeigefinger. Ein ungewolltes Lösen der axialen Verbindung wird durch die Notwendigkeit einer radialen Kraft auf den Entriegelungsbereich verhindert.In a further advantageous embodiment, the axial locking can be released by a radial force on the unlocking area. The unlocking area is preferably located on the outer surface of the first and/or second plug. More preferably, a first and second unlocking area are arranged opposite one another on the outer surface. This allows the axial locking to be released easily and naturally using a pincer grip made up of the thumb and index finger. Unintentional release of the axial connection is prevented by the need for a radial force on the unlocking area.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die axiale Verriegelung durch eine axiale Kraft auf den Entriegelungsbereich lösbar. Dabei liegt der Entriegelungsbereich auf der Mantelfläche oder der oberen Grundfläche des ersten und/oder zweiten Steckers. Der Entriegelungsbereich kann beispielsweise als Ring um die Mantelfläche ausgeführt sein, welcher durch axiales vor- oder zurückbewegen die axiale Verriegelung löst. Alternativ wäre eine Umsetzung über einen Entriegelungsbereich auf der oberen Grundfläche des ersten und/oder zweiten Steckers möglich. Dies erlaubt ein einfaches, natürliches Lösen der axialen Verriegelung durch axialen Zug oder Druck. Ein ungewolltes Lösen der axialen Verbindung wird durch die Notwendigkeit einer axialen Kraft auf den Entriegelungsbereich verhindert.In a further advantageous embodiment, the axial locking can be released by an axial force on the unlocking area. The unlocking area is located on the outer surface or the upper base surface of the first and/or second plug. The unlocking area can be designed, for example, as a ring around the outer surface, which releases the axial locking by moving axially forwards or backwards. Alternatively, implementation via an unlocking area on the upper base surface of the first and/or second plug would be possible. This allows the axial locking to be released easily and naturally by axial tension or pressure. Unintentional release of the axial connection is prevented by the need for an axial force on the unlocking area.

Besonders sicher gegen ungewolltes Lösen ist ein Entriegelungsbereich, welcher eine Verbindung aus der axialen Kraft und der radialen Kraft zum Lösen der axialen Verriegelung vorsieht.A release area that provides a combination of the axial force and the radial force to release the axial lock is particularly safe against unintentional release.

Weiter vorteilhaft ist der Entriegelungsbereich mit einer Feder verbunden, welche den Entriegelungsbereich nach Betätigung wieder in seine Ausgangsposition zurückbringt.Another advantage is that the unlocking area is connected to a spring, which returns the unlocking area to its original position after actuation.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die axiale Dichtung eine geschlossene Form auf. Dabei sind im Inneren der geschlossenen Form die elektrischen Kontakte angeordnet. Außerhalb der geschlossenen Form ist die axiale Verriegelung angeordnet. Die geschlossene Form der axialen Dichtung ermöglicht einen wirksamen Schutz der elektrischen Kontakte vor Umwelteinflüssen, wie Feuchtigkeit oder Dreck. Diese könnten zur Korrosion der elektrischen Kontakte führen, welche den Übertragungswiderstand erhöhen.In a further advantageous embodiment, the axial seal has a closed shape. The electrical contacts are arranged inside the closed shape. The axial locking mechanism is arranged outside the closed shape. The closed shape of the axial seal enables effective protection of the electrical contacts from environmental influences such as moisture or dirt. These could lead to corrosion of the electrical contacts, which increases the transmission resistance.

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfasst die axiale Dichtung ein Material aus der Gruppe der weichen Polyurethanschäume. Aus Polyurethan lassen sich sehr einfach Schaumstoffe herstellen. Sie bieten eine ausgezeichnete Druckverformungsresistenz, eine hohe Temperaturresistenz und eine gute chemische Resistenz. Alternativ können dem Fachmann bekannte Materialien mit vergleichbaren mechanischen Eigenschaften verwendet werden.In a further advantageous development, the axial seal comprises a material from the group of soft polyurethane foams. Foams can be produced very easily from polyurethane. They offer excellent resistance to compression deformation, high temperature resistance and good chemical resistance. Alternatively, materials known to the expert with comparable mechanical properties can be used.

Die elektrische Buchse ist vorzugsweise eine Ladebuchse, um den vorverbauten elektrischen Energiespeicher im eingebauten Zustand aufladen zu können. Elektrofahrräder weisen normalerweise eine Ladebuchse auf, über welche sie im geparkten Zustand über ein Ladekabel geladen werden können. Durch Verwendung dieser Ladebuchse als elektrische Buchse zur Verbindung des zusätzlichen elektrischen Energiespeichers über die elektrische Verbindungsvorrichtung ist keine zusätzliche elektrische Buchse notwendig. Außerdem kann auf weitere mit der Ladebuchse verbundene Bauteile zugegriffen werden, wie beispielsweise einem Batterie Management System. Mit Hilfe des zusätzlichen elektrischen Energiespeichers, welcher mit der Ladebuchse verbunden ist, kann der vorverbaute elektrische Energiespeicher auch während der Fahrt geladen werden.The electrical socket is preferably a charging socket so that the pre-installed electrical energy storage device can be charged when installed. Electric bicycles usually have a charging socket through which they can be charged via a charging cable when parked. By using this charging socket as an electrical socket to connect the additional electrical energy storage device via the electrical connection device, no additional electrical socket is necessary. In addition, other components connected to the charging socket can be accessed, such as a battery management system. With the help of the additional electrical energy storage device, which is connected to the charging socket, the pre-installed electrical energy storage device can also be charged while driving.

Weiter betrifft die Erfindung ein Elektrofahrrad mit einer erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungsvorrichtung zur Verbindung des zusätzlichen elektrischen Energiespeichers mit der elektrischen Antriebseinheit des Elektrofahrrads, insbesondere über eine am Elektrofahrrad angeordnete elektrische Buchse. Die elektrische Buchse ist dabei vorzugsweise die Ladebuchse für den vorverbauten elektrischen Energiespeicher des Elektrofahrrads und weiter bevorzugt an einem Rahmen des Elektrofahrrads angeordnet.The invention further relates to an electric bicycle with an electrical connection device according to the invention for connecting the additional electrical energy storage device to the electrical drive unit of the electric bicycle, in particular via an electrical socket arranged on the electric bicycle. The electrical socket is preferably the charging socket for the pre-installed electrical energy storage device of the electric bicycle and is more preferably arranged on a frame of the electric bicycle.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrrads mit einer elektrischen Verbindungsvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 eine schematische Detailansicht eines ersten Steckers der elektrischen Verbindungsvorrichtung und einer elektrischen Buchse nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 3 eine schematische Darstellung des ersten Steckers und dessen elektrischer Kontakte nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 4 eine schematische Schnittdarstellung des ersten Steckers und der elektrischen Buchse im verbundenen Zustand nach dem ersten Ausführungsbeispiel, und
  • 5 eine schematische Schnittdarstellung des ersten Steckers und der elektrischen Buchse im verbundenen Zustand nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying drawing. In the drawing:
  • 1 a schematic representation of an electric bicycle with an electrical connection device according to a first embodiment,
  • 2 a schematic detailed view of a first plug of the electrical connection device and an electrical socket according to the first embodiment,
  • 3 a schematic representation of the first plug and its electrical contacts according to the first embodiment,
  • 4 a schematic sectional view of the first plug and the electrical socket in the connected state according to the first embodiment, and
  • 5 a schematic sectional view of the first plug and the electrical socket in the connected state according to a second embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Detail beschrieben.The following is based on the 1 to 4 A first embodiment of the invention is described in detail.

1 zeigt schematisch ein Elektrofahrrad 1 mit einem zusätzlichen Energiespeicher 2 und einer elektrischen Antriebseinheit 11 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Eine elektrische Verbindungsvorrichtung 3 verbindet den zusätzlichen elektrischen Energiespeicher 2 mit der elektrischen Antriebseinheit 11. Die elektrische Verbindungsvorrichtung 3 umfasst ein Kabel 33 zwischen einem ersten Ende 31 und einem zweiten Ende 32. Das erste Ende 31 ist über einen ersten Stecker 4 mit der elektrischen Antriebseinheit 11 verbunden. Das zweite Ende 32 ist über einen zweiten Stecker 5 mit dem zusätzlichen elektrischen Energiespeicher 2 verbunden. 1 shows schematically an electric bicycle 1 with an additional energy storage device 2 and an electric drive unit 11 according to the first embodiment. An electrical connection device 3 connects the additional electrical energy storage device 2 to the electric drive unit 11. The electrical connection device 3 comprises a cable 33 between a first end 31 and a second end 32. The first end 31 is connected to the electric drive unit 11 via a first plug 4. The second end 32 is connected to the additional electrical energy storage device 2 via a second plug 5.

Das Elektrofahrrad 1 weist im ersten Ausführungsbeispiel zwei Räder und einen Diamantrahmen auf. Ein vorverbauter elektrischer Energiespeicher 13 des Elektrofahrrads 1 ist dabei nicht sichtbar im Rahmen integriert. Der Motor der elektrischen Antriebseinheit 11 ist im Tretlager verbaut. Alternativ kann der Motor des elektrischen Antriebs 11 auch im Vorder- und/oder Hinterrad verbaut sein.In the first embodiment, the electric bicycle 1 has two wheels and a diamond frame. A pre-installed electrical energy storage unit 13 of the electric bicycle 1 is integrated invisibly into the frame. The motor of the electric drive unit 11 is installed in the bottom bracket. Alternatively, the motor of the electric drive 11 can also be installed in the front and/or rear wheel.

Das erste Ende 31 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 3 ist über den ersten Stecker 4 im Bereich des Tretlagers mit der elektrischen Antriebseinheit 11 in Kontakt. Alternativ kann die elektrische Verbindungsvorrichtung 3 über jeglichen anderen Bereich des Elektrofahrrads 1 mit der elektrischen Antriebseinheit 11 verbunden werden.The first end 31 of the electrical connection device 3 is in contact with the electric drive unit 11 via the first plug 4 in the area of the bottom bracket. Alternatively, the electrical connection device 3 can be connected to the electric drive unit 11 via any other area of the electric bicycle 1.

Der Stecker 4 wird im ersten Ausführungsbeispiel über eine elektrische Buchse 12 mit der elektrischen Antriebseinheit verbunden. Dabei ist die elektrische Buchse 12 als Ladebuchse ausgeführt, welche ebenfalls zum Laden des vorverbauten elektrischen Energiespeichers 13 über ein Ladekabel verwendet werden kann.In the first embodiment, the plug 4 is connected to the electric drive unit via an electrical socket 12. The electrical socket 12 is designed as a charging socket, which can also be used to charge the pre-installed electrical energy storage device 13 via a charging cable.

Der zusätzliche elektrische Energiespeicher 2 ist beispielsweise Zylinderförmig dargestellt. Er ist mit zwei Bändern, welche den zusätzlichen elektrischen Energiespeicher 2 umfangsseitig umfassen, mit dem Unterrohr des Elektrofahrrads 1 verbunden. Alternativ kann der zusätzlichen elektrischen Energiespeicher 2 beispielsweise in einer vorverbauten Flaschenhalterung oder einem anderen Teil des Rahmens platziert werden. Außerdem kann der zusätzlichen elektrischen Energiespeicher 2 beliebige andere Formen aufweisen. The additional electrical energy storage device 2 is shown as a cylinder, for example. It is connected to the down tube of the electric bicycle 1 with two bands that surround the additional electrical energy storage device 2 on the circumference. Alternatively, the additional electrical energy storage device 2 can be placed in a pre-installed bottle holder or another part of the frame, for example. The additional electrical energy storage device 2 can also have any other shape.

2 zeigt eine Detailansicht des ersten Ausführungsbeispiels. Es ist eine elektrische Buchse 12 und der erste Stecker 4 am ersten Endes 31 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 3 im nicht verbundenen Zustand dargestellt. Die elektrische Buchse 12 weist eine gerade Oberfläche mit mehreren Einbuchtungen auf, welche negativ analog zur Form des ersten Steckers 4 ausgebildet sind. 2 shows a detailed view of the first embodiment. An electrical socket 12 and the first plug 4 at the first end 31 of the electrical connection device 3 are shown in the unconnected state. The electrical socket 12 has a straight surface with several indentations, which are formed negatively analogous to the shape of the first plug 4.

Der erste Stecker 4 beschreibt im Wesentlichen die Form eines elliptischen Zylinders. Das Kabel 44 tritt seitlich senkrecht zur Mantelfläche des ersten Steckers 4 in diesen ein. Der erste Stecker 4 weist seitlich zwei entgegengesetzte axiale Verriegelungen 42 auf, welche als Schnapphaken 44 ausgeführt sind und senkrecht zur unteren Grundfläche stehen.The first connector 4 essentially describes the shape of an elliptical cylinder. The cable 44 enters the first connector 4 laterally, perpendicular to the outer surface of the latter. The first connector 4 has two opposing axial locking devices 42 on the side, which are designed as snap hooks 44 and are perpendicular to the lower base surface.

Des Weiteren weist der erste Stecker 4 einen ringförmigen Entriegelungsbereich 45 auf der Mantelfläche des ersten Steckers 4 auf. Der Entriegelungsbereich 45 ist mechanisch mit der axialen Verriegelung 45 gekoppelt und kann durch eine axiale Kraft in Axialrichtung X-X die axiale Verriegelung 45 radial bewegt.Furthermore, the first connector 4 has an annular unlocking region 45 on the outer surface of the first connector 4. The unlocking region 45 is mechanically coupled to the axial lock 45 and can move the axial lock 45 radially by an axial force in the axial direction X-X.

3 zeigt eine weitere Detailansicht des ersten Ausführungsbeispiels. Es ist der erste Stecker 4 am ersten Ende 31 der elektrischen Verbindungsvorrichtung 3 von der unteren Grundfläche dargestellt, welche in die elektrische Buchse 12 eingreift. 3 shows a further detailed view of the first embodiment. The first plug 4 is shown at the first end 31 of the electrical connection device 3 from the lower base surface, which engages in the electrical socket 12.

Es sind vier elektrische Kontakte 43 abgebildet, welche senkrecht von der unteren Grundfläche abstehen. Die elektrischen Kontakte 43 sind schwertförmig geformt und parallel zueinander ausgerichtet dargestellt. Zwischen den elektrischen Kontakten 43 ist beispielhaft ein Rippenelement angebracht, welches ein fehlerhaftes Verbinden des ersten Steckers 4 mit der elektrischen Buchse 12, sowie Spannungsüberschläge verhindert. Des Weiteren nehmen die Rippenelemente vor allem seitlich wirkende Kräfte zwischen erstem Stecker 4 und elektrischer Buchse 12 auf und reduzieren somit die Kräfte auf die elektrischen Kontakte 43.Four electrical contacts 43 are shown, which protrude vertically from the lower base surface. The electrical contacts 43 are sword-shaped and are shown aligned parallel to one another. For example, a rib element is attached between the electrical contacts 43, which prevents incorrect connection of the first plug 4 to the electrical socket 12 and voltage flashovers. Furthermore, the rib elements absorb forces acting laterally between the first plug 4 and the electrical socket 12 and thus reduce the forces on the electrical contacts 43.

Am äußeren Rand der unteren Grundfläche sind entgegengesetzt zueinander die zwei axialen Verriegelungen 42 als Schnapphaken 44 dargestellt. Die Schnapphaken 44 können durch eine axiale Kraft in Axialrichtung X -X auf den Entriegelungsbereich 45 von der elektrischen Buchse 12 gelöst werden.On the outer edge of the lower base area, the two axial locking devices 42 are shown opposite one another as snap hooks 44. The snap hooks 44 can be released from the electrical socket 12 by an axial force in the axial direction X -X on the unlocking area 45.

Die elektrischen Kontakte 43 umschließend ist eine axiale Dichtung 41 auf der unteren Grundfläche angebracht. Die axiale Dichtung 41 weist im ersten Ausführungsbeispiel eine konstante Dicke auf. Die Schnapphaken 44 sind außerhalb der axialen Dichtung 41 angeordnet. Die axiale Dichtung 44 weist im ersten Ausführungsbeispiel eine geschlossene, im wesentlichen ovale Form auf.An axial seal 41 is attached to the lower base surface, enclosing the electrical contacts 43. In the first embodiment, the axial seal 41 has a constant thickness. The snap hooks 44 are arranged outside the axial seal 41. In the first embodiment, the axial seal 44 has a closed, essentially oval shape.

4 zeigt eine beispielhafte Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der elektrischen Verbindungsvorrichtung 3 im mit der elektrischen Buchse 12 verbundenen Zustand. Der Schnitt verläuft längs durch die Achse X-X. 4 shows an exemplary sectional view of the first embodiment of the electrical connection device 3 in the state connected to the electrical socket 12. The section runs lengthwise through the axis XX.

Die Schnapphaken erstrecken sich im Wesentlichen axial und weisen einen nach außen zeigenden Vorsprung auf. Dieser Vorsprung greift in eine Hinterschneidung der elektrischen Buchse 12, wodurch die elektrische Verbindungsvorrichtung 3 an der elektrischen Buchse 12 fixiert wird. Der Entriegelungsbereich 45 ist ringförmig ausgeführt und weist auf der Innenseite einen abgewinkelten Vorsprung auf. Angrenzend weist der Schnapphaken 44 auf der Außenseite einen entgegengesetzt abgewinkelten Vorsprung auf. Der Schnapphaken 44 ist durch eine integrierte Blattfeder radial beweglich gelagert. Durch axialen Zug an dem Entriegelungsbereich 45 wirkt durch die abgewinkelten Vorsprünge eine radiale Kraft auf den Schnapphaken 44 und löst diesen aus der Hinterschneidung der elektrischen Buchse 12.The snap hooks extend essentially axially and have an outward-pointing projection. This projection engages in an undercut of the electrical socket 12, whereby the electrical connection device 3 is fixed to the electrical socket 12. The unlocking area 45 is ring-shaped and has an angled projection on the inside. Adjacent to this, the snap hook 44 has an oppositely angled projection on the outside. The snap hook 44 is mounted so that it can move radially by an integrated leaf spring. By axially pulling on the unlocking area 45, a radial force acts on the snap hook 44 through the angled projections and releases it from the undercut of the electrical socket 12.

Der erste Stecker 4 sitzt in Axialrichtung X - X auf der elektrischen Buchse 12. Dabei sitzt die axiale Dichtung 41 zwischen Stecker 4 und elektrischer Buchse 12. Für die Fixierung der axialen Verriegelung 42 über die Schnapphaken 44 wird eine axiale Kraft in Richtung der elektrischen Buchse 12 aufgebracht, welche die axiale Dichtung 41 elastisch verformt.The first plug 4 sits on the electrical socket 12 in the axial direction X - X. The axial seal 41 sits between the plug 4 and the electrical socket 12. To fix the axial lock 42 via the snap hooks 44, an axial force is applied in the direction of the electrical socket 12, which elastically deforms the axial seal 41.

Im ersten Ausführungsbeispiel in 4 weist die elektrische Buchse 12 eine Vertiefung zur Aufnahme des Rippenelements des ersten Steckers 4 auf. Im verbundenen Zustand liegen die elektrische Buchse 12 und das Rippenelement aneinander an, so dass seitliche Kräfte untereinander übertragen werden.In the first embodiment in 4 the electrical socket 12 has a recess for receiving the rib element of the first plug 4. In the connected state, the electrical socket 12 and the rib element rest against one another so that lateral forces are transmitted between them.

5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer elektrischen Verbindungsvorrichtung 3 mit erstem Stecker 4 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. 5 zeigt den verbundenen Zustand des ersten Steckers 4 mit einer zugehörigen elektrischen Buchse 12. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich im Wesentlichen durch die axiale Verriegelung 42 und den Entriegelungsbereich 45 von dem ersten Ausführungsbeispiel. Der erste Stecker 4 im zweiten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls mit einem Kabel 33 verbunden und weist eine axiale Dichtung 41 auf, welche im verbundenen Zustand auf der elektrischen Buchse 12 aufsetzt. Des Weiteren weist der erste Stecker nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ebenfalle elektrische Kontakte 43 auf, welche im Eingriff mit der elektrischen Buchse 12 sind und einen Kontakt mit der elektrischen Antriebseinheit 11 des Elektrofahrrads 1 ermöglichen. 5 shows a schematic sectional view of an electrical connection device 3 with a first plug 4 according to a second embodiment. 5 shows the connected state of the first plug 4 with an associated electrical socket 12. The second embodiment differs from the first embodiment essentially in the axial locking 42 and the unlocking area 45. The first plug 4 in the second embodiment is also connected to a cable 33 and has an axial seal 41, which sits on the electrical socket 12 in the connected state. Furthermore, the first plug according to the second embodiment also has electrical contacts 43, which are in engagement with the electrical socket 12 and enable contact with the electrical drive unit 11 of the electric bicycle 1.

Der Schnapphaken 44 der axialen Verriegelung 42 ist im zweiten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse X -X angeordnet. Über einen integrierten Blattfederabschnitt ist der Schnapphaken 44 radial beweglich. Der Entriegelungsbereich 45 ist ebenfalls mit dem Blattfederabschnitt und dem Schnapphaken 44 integriert und ermöglicht durch eine radial nach innen gerichtete Kraft den Schnapphaken aus der Hinterschneidung der elektrischen Buchse 12 zu lösen.In the second embodiment, the snap hook 44 of the axial locking mechanism 42 is arranged essentially perpendicular to the longitudinal axis X -X. The snap hook 44 is radially movable via an integrated leaf spring section. The release The release area 45 is also integrated with the leaf spring section and the snap hook 44 and enables the snap hook to be released from the undercut of the electrical socket 12 by means of a radially inwardly directed force.

Claims (13)

Elektrische Verbindungsvorrichtung (3) für ein Elektrofahrrad (1) umfassend ein Kabel (33) mit mindestens einem elektrischen Leiter und mit einem ersten Ende (31) und einem zweiten Ende (32), • wobei das erste Ende (31) mit einer elektrischen Antriebseinheit (11) des Elektrofahrrads (1) verbindbar ist, • wobei das zweite Ende (32) mit einem zusätzlichen elektrischen Energiespeicher (2) verbindbar ist, • wobei das erste Ende (31) einen ersten Stecker (4) aufweist, • wobei der erste Stecker (4) wenigstens einen elektrischen Kontakt (43) aufweist, • wobei der erste Stecker (4) ausgebildet ist mit einer elektrischen Buchse (12) über den elektrischen Kontakt (43) eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen, • wobei der erste Stecker (4) eine axiale Verriegelung (42) aufweist, • wobei der erste Stecker (4) ausgebildet ist mit der elektrischen Buchse (12) über die axiale Verriegelung (42) eine mechanisch lösbare Verbindung herzustellen, und • wobei die elektrische Verbindungsvorrichtung (3), insbesondere der erste Stecker (4), eine vorzugsweise axiale Dichtung (41) aufweist, welche derart eingerichtet ist, dass im verbundenen Zustand eine axiale Kraft auf die axiale Dichtung (41) wirkt.Electrical connection device (3) for an electric bicycle (1) comprising a cable (33) with at least one electrical conductor and with a first end (31) and a second end (32), • wherein the first end (31) can be connected to an electrical drive unit (11) of the electric bicycle (1), • wherein the second end (32) can be connected to an additional electrical energy storage device (2), • wherein the first end (31) has a first plug (4), • wherein the first plug (4) has at least one electrical contact (43), • wherein the first plug (4) is designed to establish an electrically conductive connection with an electrical socket (12) via the electrical contact (43), • wherein the first plug (4) has an axial lock (42), • wherein the first plug (4) is designed to establish a mechanically detachable connection with the electrical socket (12) via the axial lock (42), and • wherein the electrical connection device (3), in particular the first plug (4), has a preferably has an axial seal (41) which is arranged such that in the connected state an axial force acts on the axial seal (41). Elektrische Verbindungsvorrichtung (3) nach Anspruch 1, wobei das zweite Ende (32) einen zweiten Stecker (5) aufweist.Electrical connection device (3) according to Claim 1 , wherein the second end (32) has a second plug (5). Elektrische Verbindungsvorrichtung (3) nach Anspruch 1, wobei das zweite Ende (32) fest mit dem zusätzlichen Energiespeicher (2) verbunden ist.Electrical connection device (3) according to Claim 1 , wherein the second end (32) is firmly connected to the additional energy storage device (2). Elektrische Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die axiale Verriegelung (42) wenigstens einen Schnapphaken (44) umfasst.Electrical connection device (3) according to one of the preceding claims, wherein the axial locking (42) comprises at least one snap hook (44). Elektrische Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste und/oder zweite Stecker (4, 5) wenigstens einen Entriegelungsbereich (45) aufweist über welchen die axiale Verriegelung (42) lösbar ist.Electrical connection device (3) according to one of the preceding claims, wherein the first and/or second plug (4, 5) has at least one unlocking region (45) via which the axial locking (42) can be released. Elektrische Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die axiale Verriegelung (42) durch eine radiale Kraft auf den Entriegelungsbereich (45) lösbar ist.Electrical connection device (3) according to one of the preceding claims, wherein the axial locking (42) can be released by a radial force on the unlocking region (45). Elektrische Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die axiale Verriegelung (42) durch eine axiale Kraft auf den Entriegelungsbereich (45) lösbar ist.Electrical connection device (3) according to one of the preceding claims, wherein the axial locking (42) can be released by an axial force on the unlocking region (45). Elektrische Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die axiale Dichtung (41) eine geschlossene Form aufweist, wobei im Inneren der geschlossenen Form der elektrische Kontakt (43) angeordnet ist, und wobei außerhalb der geschlossenen Form die axiale Verriegelung (42) angeordnet ist.Electrical connection device (3) according to one of the preceding claims, wherein the axial seal (41) has a closed shape, wherein the electrical contact (43) is arranged inside the closed shape, and wherein the axial locking (42) is arranged outside the closed shape. Elektrische Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die axiale Dichtung (41) ein Material aus der Gruppe der Polyurethanschäume umfasst.Electrical connection device (3) according to one of the preceding claims, wherein the axial seal (41) comprises a material from the group of polyurethane foams. Elektrische Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die elektrische Buchse (12) eine Ladebuchse für einen vorverbauten elektrischen Energiespeicher (13) ist.Electrical connection device (3) according to one of the preceding claims, wherein the electrical socket (12) is a charging socket for a pre-installed electrical energy storage device (13). Elektrofahrrad (1) mit einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verbindung eines zusätzlichen elektrischen Energiespeichers (2) mit einer elektrischen Antriebseinheit (11) des Elektrofahrrads (1) über eine am Elektrofahrrad (1) angeordnete elektrische Buchse (12).Electric bicycle (1) with an electrical connection device (3) according to one of the preceding claims for connecting an additional electrical energy storage device (2) to an electrical drive unit (11) of the electric bicycle (1) via an electrical socket (12) arranged on the electric bicycle (1). Elektrofahrrad (1) nach Anspruch 11, wobei die elektrische Buchse (12) an einem Rahmen des Elektrofahrrads (1) angeordnet ist.Electric bike (1) by Claim 11 , wherein the electrical socket (12) is arranged on a frame of the electric bicycle (1). Elektrofahrrad (1) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die elektrische Buchse (12) eine Ladebuchse für einen vorverbauten elektrischen Energiespeicher (13) des Elektrofahrrads (1) ist.Electric bike (1) by Claim 11 or 12 , wherein the electrical socket (12) is a charging socket for a pre-installed electrical energy storage device (13) of the electric bicycle (1).
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