EP4035986B1 - Wake- oder surfboard mit einem elektrischen antrieb und einem internen akku - Google Patents

Wake- oder surfboard mit einem elektrischen antrieb und einem internen akku Download PDF

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EP4035986B1
EP4035986B1 EP22153775.6A EP22153775A EP4035986B1 EP 4035986 B1 EP4035986 B1 EP 4035986B1 EP 22153775 A EP22153775 A EP 22153775A EP 4035986 B1 EP4035986 B1 EP 4035986B1
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EP
European Patent Office
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battery
wake
battery compartment
compartment
surfboard
Prior art date
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Active
Application number
EP22153775.6A
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English (en)
French (fr)
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EP4035986A1 (de
Inventor
Sascha Pollrich
Peter Ruwe
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Ewake Germany GmbH
Original Assignee
Ewake Germany GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Ewake Germany GmbH filed Critical Ewake Germany GmbH
Publication of EP4035986A1 publication Critical patent/EP4035986A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4035986B1 publication Critical patent/EP4035986B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B32/00—Water sports boards; Accessories therefor
    • B63B32/10—Motor-propelled water sports boards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H21/00—Use of propulsion power plant or units on vessels
    • B63H21/12—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven
    • B63H21/17—Use of propulsion power plant or units on vessels the vessels being motor-driven by electric motor

Definitions

  • the invention relates to a wakeboard or surfboard with an electric drive together with a control device and an internal energy supply in the form of a rechargeable energy storage element (battery), the drive and the battery being integrated into the board, with at least the battery coming from the board, preferably from the
  • the top of the board can be removed from a battery compartment and can be electrically decoupled, with the battery fitting into the battery compartment in an approximately form-fitting manner and, in the inserted operating state, being coupled to an electrical connection device in the battery compartment with two-pole electrical connections.
  • a wakeboard is a piece of water sports equipment in the form of a board that allows water sports enthusiasts to glide on the water.
  • the wakeboard is usually pulled by a boat or a lift.
  • a surfboard is also a piece of water sports equipment in the form of a board, either for surfing or in conjunction with a sail for windsurfing.
  • the present invention is based on the object of designing and developing a wakeboard or surfboard in such a way that the disadvantages occurring in the prior art are at least largely eliminated.
  • it should be possible to easily change the battery.
  • the electrical connections should be safely protected from water and should wear as little as possible when the battery is replaced. Destruction of the electrical connections should be effectively avoided when handling the battery.
  • the wake or surfboard according to the invention should differ from competitive products.
  • the above object is achieved by the features of claim 1.
  • the generic wake or surfboard is characterized in that the battery compartment has conical walls on at least four pairs of opposite sides, which at least slightly reduce the battery compartment towards the floor, the walls centering and positioning the battery equipped with complementary walls when inserted and Guide it into the battery compartment until you reach the coupled operating position.
  • a battery change is facilitated by the fact that conical walls are formed on at least four pairs of opposite sides of the battery compartment, which at least slightly reduce the battery compartment towards the floor.
  • the battery compartment therefore has a certain wedge shape in section across the conical walls.
  • the battery compartment is therefore wider on the insertion side than on the bottom side.
  • the battery has complementary walls that fit into the battery compartment with a small gap. Due to this design, the battery centers itself when inserted into the battery compartment, so that the battery is automatically positioned in the battery compartment when inserted. When fully plugged in, the battery has reached its operating position in the battery compartment. In this position, the walls of the battery lie against the walls of the Battery compartment, which creates a certain sealing effect. The penetration of sand or dirt particles into a minimal gap between the wall of the battery and the wall of the battery compartment is effectively prevented, so that the battery can be easily removed again.
  • the handling of the battery can be facilitated by the fact that, according to the invention, the battery compartment has conical walls on four pairs of opposite sides, which reduce the cross section of the battery compartment towards the bottom. These walls center the battery, which is equipped with complementary walls, upon insertion and position it until it reaches the coupled operating position.
  • This configuration once again facilitates the handling of the battery, starting with insertion up to the completely plugged-in state in which the battery is in the coupled operating position.
  • the walls of the battery compartment are connected to one another via rounded corner areas which have a conical shape depending on the design of the wall.
  • the walls of the battery are designed to complement the battery compartment. This measure also makes it easier to insert the battery, ensure it sits securely in the operating position and remove it.
  • the wall of the battery compartment and the wall of the battery consist of a plastic material. Sealants can be provided between the battery and the battery compartment, which at least largely prevent water from entering, at least when the battery is inserted. It is also conceivable that the wall of the battery compartment and/or the battery has an at least partial rubber coating or the like to promote a sealing effect, although it should be ensured that the provision of appropriate sealants does not make handling the battery more difficult.
  • the battery inserted into the battery compartment closes the battery compartment flush with the surface of the board. Consequently, when inserted, the battery is completely integrated into the board and forms one with its surface Part of the surface of the board. A sealing overlap on the surface of the board is conceivable.
  • the battery compartment or the battery has a special cover that is flush with the surface of the board or overlaps the surface.
  • the cover can in turn be assigned sealants that act against the battery compartment or against the surface of the board.
  • the lid is then designed in a further advantageous manner according to the surface of the board, preferably provided with a non-slip material.
  • the battery For easy handling of the battery, it can be equipped on the top with preferably two handles that can be retracted into the surface of the battery, which are completely recessed when the battery is in operation, for example by pivoting, and do not interfere with use and, above all, do not pose a risk of injury.
  • the handles are folded out and the battery can be pulled out of the battery compartment using force.
  • the battery could be positioned securely in the battery compartment through a certain clamping effect, whereby it is advantageous to generate more extensive protection for the battery in the battery compartment, especially since the wakeboard or surfboard can tip over during operation or during transport. It is therefore conceivable that the battery can be secured in its operating position mechanically and/or electrically and/or magnetically and/or electromagnetically against unintentional pulling out or slipping out.
  • a mechanical lock may seem the simplest. However, the security measures are regularly disruptive.
  • the battery is particularly advantageous to secure the battery using magnetic forces, preferably through one or more permanent magnets that act between the underside of the battery and the bottom of the battery compartment.
  • the magnetic forces can be canceled for a short time by applying current to the magnets, so that removal is possible without any problems.
  • the demagnetization can be carried out at the push of a button, and the actuator used for this purpose can be formed on the surface of the battery.
  • the current used for demagnetization is taken from the battery, with a special control or battery management This prevents the battery from completely discharging due to operation, not least for reasons of battery care.
  • two recessed, internal contacts in the form of a socket are formed in the bottom area of the battery. Pins protruding from the bottom of the battery compartment are automatically inserted into these sockets at the appropriate location when the battery is moved into the operating position. To promote insertion and thus contact, the pins can be conical and tapered towards the free end. This means that the pins have a centering effect on the battery. A kind of self-centering is created. Positioning the battery in the operating position requires automatic contact, so that the battery is in the electrically connected operating position when fully plugged in.
  • a switch can be provided anywhere, for example a simple pressure switch. It is also conceivable that a magnetic switch is provided to activate the two power contacts on the battery, which then automatically activates the battery when the battery approaches the battery compartment or when the battery is inserted into the battery compartment.
  • a preferably time-controlled magnetic relay can switch the circuit breaker (e.g. contactor) installed in the battery. This effectively prevents sparks when inserting the battery, as the magnetic relay switches in the immediate vicinity of the battery compartment. In addition, no further switching on or off is required by the user to switch on the main power and thus the contactor or to separate him again.
  • a battery management system can be operated in parallel without the contactor drawing current and generating heat.
  • poles formed by the contacts/pins are as far apart as possible, corresponding to the dimensions of the battery. In addition to the sealing measures, this also promotes operational safety.
  • the pins in the bottom of the battery compartment can be rubber-mounted so that they are able to at least slightly adjust to the position of the sockets. This allows certain manufacturing tolerances, which simplifies the manufacturing of the contact areas.
  • the sockets formed in the bottom area of the battery are further advantageously equipped with rubberized sleeves, which lie around the pins when they are inserted and seal them against the bottom area of the battery compartment.
  • the poles are essentially sealed against water.
  • the contacts or pins in the bottom of the battery compartment are subject to wear due to X-time coupling and uncoupling and there is a risk that they will be damaged if handled improperly, it is an additional advantage if the pins can be replaced, preferably using special tools. These can be removed from the bottom area of the battery compartment and new pins can be inserted with little effort, whereby the pins can be assigned to a latch or the like for stabilization. It is also advantageous if the contacts/pins have good mutual sliding properties due to their surface properties and/or their material properties. It is important that the contacts/pins are made of an electrically conductive, corrosion-resistant alloy, preferably a stainless steel/tungsten alloy. In addition to generating a full-surface contact between pin and socket, it is conceivable that the socket or the pins are designed with contact bars, which facilitates plugging and unplugging with a sufficiently good electrical connection.
  • the battery can be equipped with a short-circuit protection against voltage when charging/discharging and/or with a relay circuit to switch off if the operating temperature and/or voltage is too high. These safety attributes can be integrated into the battery.
  • a DC/DC converter for example from 50.4 V DC to 5 V DC, is provided in or on the battery, via which a mini or microcomputer, preferably with a GPS sensor and possibly with LTE SIM card can be supplied with energy.
  • the converter can be assigned directly to the battery or to the electronics on the board.
  • an induction charger for charging induction-capable devices is provided in the battery or on the battery, for example in a cover, for example for charging a WLAN board remote control and/or cell phones, etc., preferably with a voltage of 5 Volt.
  • the charge status of the battery can be read via an analog or digital display, for example in or on the battery or via a TFT display.
  • the display can be done using a light-emitting diode and/or acoustically.
  • the battery charge status can be transmitted via an interface to a battery management system (BMS) or to third-party devices via WLAN. It is also conceivable that an integrated minicomputer can be used for maintenance/care of the battery and/or for monitoring during operation and/or for deactivation in the event of theft.
  • BMS battery management system
  • WLAN wireless local area network
  • the battery when inserted, can be used to charge a smaller emergency battery that is permanently installed in the board, so that the emergency battery is always fully charged.
  • the BMS can be used to “maintain” the emergency battery, as is usual with batteries during winter storage.
  • Fig. 1a shows a schematic view of a wakeboard, which is equipped with an electric jet drive (not shown in the figure) and a control device. Only the components essential to the invention are shown here.
  • the wakeboard is equipped with a battery compartment 1 that is accessible from the surface.
  • the side walls 2 of the battery compartment 1 are conical, so that the cross section of the battery compartment 1 is reduced towards the bottom 3.
  • pins 4 which are rubber-mounted, are integrated into the bottom 3 of the battery compartment 1.
  • the pins 4 are arranged as far apart as possible and are used for electrical contact with the battery.
  • magnets 5 are arranged in the base, which interact with ferromagnetic material or with magnets in the base assembly of the battery.
  • the magnets 5 are designed as permanent magnets and ensure that the battery is held securely in the battery compartment 1, and their magnetic effect can be canceled for a short time by electrical application.
  • Fig. 1b shows the wakeboard according to the invention from the side and in section and shows the battery compartment 1 with the conical walls 2.
  • a permanently installed emergency battery 6 is indicated.
  • Fig. 2 shows a wakeboard according to the invention seen from the top.
  • the battery compartment 1 with the conical walls 2 can be seen.
  • the pins 4 serving as poles and two magnets 5 for securing the inserted battery 7 can be seen.
  • Fig. 3 shows the wakeboard according to Fig. 2 in section along the line AA, namely through the pins 4 serving as poles. It can be clearly seen that the pins 4 protrude from the ground 3. They are used to plug into corresponding sockets in the battery 7.
  • Fig. 4 shows the battery 7, which can be inserted into the battery compartment 1 of the wakeboard according to the invention.
  • the circumferential walls 8 of the battery 7 are designed to be complementary, ie also conical.
  • Two sockets 9 are formed in the bottom of the battery 7 or integrated into the floor, the sockets 9 being advantageously equipped with sealing sleeves.
  • the pins 4 in the bottom 3 of the battery compartment 1 come into contact with the sockets 9 and are completely inserted into the sockets 9 in the operating position of the battery 7.
  • the magnets 10 are polarized in opposite directions to the magnets 5 and cause an attraction and thus securing of the battery 7 in the battery compartment 1.
  • the magnets 5 and / or 10 can be demagnetized at least briefly using electricity, so that their effect on removing the battery can be canceled.
  • Fig. 5 shows the battery 7 seen from the side. It is indicated that the sockets 9 are integrated into the battery 7.
  • Fig. 6 shows the battery 7 in section along the line AA Fig. 4 .
  • the sockets 9 are completely integrated into the battery 7. They are used to insert the pins 4 protruding from the bottom 3 of the battery compartment 1 and have a sealing sleeve 11, which acts on the one hand against the pins 4 and on the other hand against the bottom 3 of the battery compartment 1 or against a rubber-elastic sealing surface around the pins 4 .

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Wake- oder Surfboard mit einem elektrischen Antrieb nebst Steuereinrichtung und einer internen Energieversorgung in Form eines wiederaufladbaren Energiespeicherelements (Akku), wobei der Antrieb und der Akku in das Board integriert sind, wobei zumindest der Akku aus dem Board, vorzugsweise von der Oberseite des Boards her, aus einem Akkufach entnehmbar und dabei elektrisch entkoppelbar ist, wobei der Akku in etwa formschlüssig in das Akkufach passt und im eingesetzten Betriebszustand mit zwei Pole umfassenden elektrischen Anschlüssen an eine elektrische Anschlusseinrichtung im Akkufach gekoppelt ist.
  • Ein Wakeboard ist ein Wassersportgerät in Form eines Brettes, mit welchem der Wassersportler auf dem Wasser gleiten kann. Üblicherweise wird das Wakeboard durch ein Boot oder einen Lift gezogen. Ein Surfboard ist ebenfalls ein Wassersportgerät in Form eines Brettes, entweder zum Wellenreiten oder in Verbindung mit einem Segel zum Windsurfen.
  • Aus der Praxis sind bereits Wakeboards und Surfboards mit integriertem Antrieb bekannt. In Bezug auf Surfboards mit Verbrennungsmotor sei beispielhaft auf US 3 262 413 A verwiesen.
  • Elektrisch angetriebene Wakeboards oder Surfboards haben sich zunächst aufgrund geringer Akkukapazitäten nicht durchgesetzt. Aufgrund verbesserter Batterietechnologie gibt es zunehmend Wakeboards und Surfboards mit elektrischem Antrieb. Dazu sei beispielhaft auf WO 2019/122087 A1 verwiesen. Im Konkreten ist dort im Heckbereich ein Jetantrieb ausgebildet, dessen Elektromotor über einen von der Oberseite des Brettes her austauschbaren Akku mit elektrischer Energie versorgt wird. Aus der Praxis sind auch Propellerantriebe bekannt. Ist der Akku leergefahren, kann dieser gegen einen aufgeladenen Akku ausgetauscht werden, so dass ein nahezu kontinuierlicher Betrieb möglich ist. CN 111 874 165 A zeigt ein Wakeboard nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Das bekannte Wake- oder Surboard ist in der Praxis problematisch, da der Akku aufgrund geringer Spaltmaße schwierig in das Akkufach einzusetzen ist und mechanische Befestigungen Verschmutzungen unterliegen. Außerdem treten im Bereich der elektrischen Anschlüsse Dichtigkeitsprobleme mit Kurzschlussgefahr auf.
  • Insbesondere beim Einsatz im Salzwasser führen Verkrustungen durch Salz und Sand nicht selten dazu, dass der Akku äußerst schwierig einzusetzen und aufgrund der Sandkörner äußerst schwierig bis gar nicht aus dem Akkufach entnehmbar ist. Die Handhabung des Akkus erfordert viel Geschick und führt nicht selten dazu, dass das Handling des Akkus nur an Land und unter Zuhilfenahme von Werkzeug möglich ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wake- oder Surfboard derart auszugestalten und weiterzubilden, dass die im Stand der Technik auftretenden Nachteile zumindest weitestgehend eliminiert sind. Insbesondere soll ein einfaches Wechseln des Akkus möglich sein. Die elektrischen Anschlüsse sollen sicher vor Wasser geschützt sein und sich durch das Auswechseln des Akkus möglichst wenig abnutzen. Eine Zerstörung der elektrischen Anschlüsse soll bei der Handhabung des Akkus wirksam vermieden sein. Außerdem soll sich das erfindungsgemäße Wake- oder Surfboard von wettbewerblichen Produkten unterscheiden.
  • Erfindungsgemäß ist die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist das gattungsbildende Wake- oder Surfboard dadurch gekennzeichnet, dass das Akkufach zumindest auf vier paarweise gegenüberliegenden Seiten konisch verlaufende Wandungen hat, die das Akkufach zum Boden hin zumindest geringfügig reduzieren, wobei die Wandungen den mit komplementären Wandungen ausgestatteten Akku beim Einsetzen zentrieren und positionieren und bis zum Erreichen der angekoppelten Betriebsposition in das Akkufach hinein führen.
  • Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass ein Akkuwechsel dadurch begünstigt wird, dass auf zumindest vier paarweise gegenüberliegenden Seiten des Akkufachs konisch verlaufende Wandungen ausgebildet sind, die das Akkufach zum Boden hin zumindest geringfügig reduzieren. Somit hat das Akkufach im Schnitt quer zu den konisch verlaufenden Wandungen eine gewisse Keilform. Einsteckseitig ist somit das Akkufach weiter als bodenseitig. Entsprechend hat der Akku komplementäre Wandungen, die mit geringem Spaltmaß in das Akkufach passen. Aufgrund dieser Ausgestaltung zentriert sich der Akku beim Einsetzen in das Akkufach selbst, so dass beim Einsetzen eine automatische Positionierung des Akkus im Akkufach stattfindet. Im komplett eingesteckten Zustand hat der Akku seine im Akkufach angekoppelte Betriebsposition erreicht. In dieser Position liegen die Wandungen des Akkus an den Wandungen des Akkufachs an, wodurch sich eine gewisse abdichtende Wirkung ergibt. Das Eindringen von Sand- oder Schmutzpartikeln in einen allenfalls minimalen Spalt zwischen der Wandung des Akku und der Wandung des Akkufachs ist dabei wirksam vermieden, so dass sich der Akku mühelos wieder entnehmen lässt.
  • Die Handhabung des Akkus lässt sich dadurch begünstigen, dass das Akkufach erfindungsgemäß auf vier paarweise gegenüberliegenden Seiten konisch verlaufende Wandungen hat, die das Akkufach zum Boden hin im Querschnitt reduzieren. Diese Wandungen zentrieren den mit komplementären Wandungen ausgestatteten Akku mit dem Einsetzen und positionieren ihn bis zum Erreichen der angekoppelten Betriebsposition. Diese Ausgestaltung begünstigt abermals die Handhabung des Akku beginnend beim Einsetzen bis hin zum komplett eingesteckten Zustand, in dem sich der Akku in der angekoppelten Betriebsposition befindet. Beim Herausziehen des Akku aus dem Akkufach muss allenfalls eine anfängliche Klemmwirkung überwunden werden und es lässt sich der Akku einfach nach oben aus dem Akkufach heben.
  • Auch ist es denkbar, dass die Wandungen des Akkufachs über gerundete Eckbereiche miteinander verbunden sind, die entsprechend der Ausgestaltung der Wandung einen konischen Verlauf haben. Die Wandungen des Akku sind entsprechend komplementär zum Akkufach ausgebildet. Auch diese Maßnahme begünstigt das Einstecken des Akku, den sicheren Sitz in der Betriebsposition und das Herausnehmen.
  • Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Wandung des Akkufachs und die Wandung des Akku aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Dabei können zwischen dem Akku und dem Akkufach Dichtmittel vorgesehen sein, die zumindest im eingesetzten Zustand des Akku ein Eindringen von Wasser zumindest weitestgehend verhindern. Auch ist es denkbar, dass die Wandung des Akkufachs und/oder des Akku eine zumindest partielle Gummierung oder dergleichen zur Begünstigung einer abdichtenden Wirkung aufweisen, wobei darauf zu achten ist, dass durch die Vorkehrung entsprechender Dichtmittel die Handhabung des Akku nicht erschwert wird.
  • In weiter vorteilhafter Weise schließt der in das Akkufach eingesetzte Akku das Ackufach bündig mit der Oberfläche des Boards ab. Folglich ist der Akku im eingesetzten Zustand komplett in das Board integriert und bildet mit seiner Oberfläche einen Teil der Oberfläche des Boards. Eine abdichtende Überlappung an der Oberfläche des Boards ist denkbar.
  • Auch ist es denkbar, dass das Akkufach oder der Akku einen besonderen Deckel aufweisen, der bündig mit der Oberfläche des Boards oder die Oberfläche überlappend abschließt. Dem Deckel können wiederum Dichtmittel zugeordnet sein, die gegenüber dem Akkufach oder gegenüber der Oberfläche des Boards wirken. Der Deckel ist dann in weiter vorteilhafter Weise entsprechend der Oberfläche des Boards ausgestaltet, vorzugsweise mit einem rutschfesten Material versehen.
  • Zur einfachen Handhabung des Akkus kann dieser an der Oberseite mit vorzugsweise zwei in die Oberfläche des Akkus versenkbaren Haltegriffen ausgestattet sein, die im Betriebszustand des Akkus, beispielsweise durch Schwenken, komplett versenkt sind und beim Gerbrauch nicht stören, vor allem keine Verletzungsgefahr darstellen. Zur Handhabung des Akkus werden die Haltegriffe herausgeklappt und es kann der Akku unter Kraftaufwendung aus dem Akkufach herausgezogen werden.
  • Der Akku könnte durch eine gewisse Klemmwirkung sicher im Akkufach positioniert sein, wobei es von Vorteil ist, eine weiterreichende Absicherung des Akkus im Akkufach zu generieren, zumal das Wake- oder Surfboard im Betrieb oder beim Transport kippen kann. So ist es denkbar, dass der Akku in seiner Betriebsposition mechanisch und/oder elektrisch und/oder magnetisch und/oder elektromagnetisch gegen ungewolltes Herausziehen oder Herausrutschen gesichert werden kann. Eine mechanische Sicherung mag dabei am einfachsten wirken. Die Sicherungsmittel sind jedoch regelmäßig störend.
  • Von besonderem Vorteil ist eine Sicherung des Akkus unter Nutzung magnetischer Kräfte, vorzugsweise durch einen oder mehrere Dauermagnete, die zwischen der Unterseite des Akku und dem Boden des Akkufachs wirken. Zum Entsichern lassen sich die Magnetkräfte durch Strombeaufschlagung der Magnete kurzzeitig aufheben, so dass eine Entnahme problemlos möglich ist. Die Entmagnetisierung kann per Knopfdruck erfolgen, wobei das dazu dienende Betätigungsorgan an der Oberfläche der Batterie ausgebildet sein kann. Der zur Entmagnetisierung dienende Strom wird der Batterie entnommen, wobei eine besondere Steuerung bzw. ein Batteriemanagement ein durch den Betrieb bedingtes komplettes Entladen der Batterie nicht zuletzt auch aus Gründen der Batteriepflege verhindert.
  • An dieser Stelle sei angemerkt, dass es unter Nutzung von Elektromagneten auch denkbar ist, die die Sicherung bewirkenden Magnete zur Entnahme des Akkus umzupolen, so dass eine abstoßende Wirkung der Elektromagnete einerseits im Boden des Akkus und andererseits am Boden oder an den Seiten des Akkufachs eine Entnahme des Akkus begünstigen.
  • Die elektrische Kopplung des Akkus mit dem Wake- oder Surfboard, insbesondere der integrierten Steuerung für den regelmäßig als Jetantrieb ausgebildeten Elektroantrieb, erfolgt automatisch beim Einsetzen des Akkus in das Akkufach. Dazu sind im Bodenbereich des Akku zwei versenkte, innenliegende Kontakte im Sinne einer Buchse ausgebildet. In diese Buchsen werden aus dem Boden des Akkufachs an entsprechender Stelle vorstehende Pins beim Verbringen des Akku in die Betriebsposition automatisch eingesteckt. Zur Begünstigung des Einsteckens und somit des Kontaktierens können die Pins konisch, sich zum freien Ende hin verjüngend ausgebildet sein. Dadurch wirken die Pins auf den Akku zentrierend. Eine Art Selbstzentrierung ist geschaffen. Die Positionierung des Akku in die Betriebsposition bedingt ein automatisches Kontaktieren, so dass sich der Akku im komplett eingesteckten Zustand in der elektrisch angeschlossenen Betriebsposition befindet.
  • Zur Aktivierung bzw. zum Einschalten des Akku kann an beliebiger Stelle ein Schalter vorgesehen sein, beispielsweise ein einfacher Druckschalter. Ebenso ist es denkbar, dass zur Freischaltung der beiden Leistungskontakte am Akku ein Magnetschalter vorgesehen ist, der dann den Akku automatisch freischaltet, wenn sich der Akku dem Akkufach nähert oder beim Einsetzen des Akku in das Akkufach.
  • Nach Kontaktschluss der beiden Hauptkontakte (+/-) im Akkufach oder im Boden des Akku kann ein vorzugsweise zeitgesteuertes magnetisches Relais den im Akku verbauten Leistungsschalter (bspw. Schütz) schalten. Dadurch wird beim Einsetzen des Akku ein Funkenschlag wirksam verhindert, da das magnetische Relais in der unmittelbaren Nähe des Akkufachs schaltet. Außerdem bedarf es keiner weiteren Ein- oder Ausschaltung durch den Benutzer, um den Hauptstrom und somit den Schütz einzuschalten oder ihn wieder zu trennen. Außerdem kann ein Batteriemanagement-System ungeachtet dessen parallel betrieben werden, ohne dass der Schütz Strom zieht und dabei Wärme entwickelt.
  • Es ist von weiterem Vorteil, wenn die durch die Kontakte/Pins gebildeten Pole möglichst weit auseinander liegen, entsprechend den Maßen des Akku. Auch dies begünstigt neben den abdichtenden Maßnahmen die Betriebssicherheit.
  • Die Pins im Boden des Akkufachs können gummigelagert sein, so dass sie in der Lage sind, sich zumindest geringfügig der Position der Buchsen anzupassen. Dies gestattet gewisse Fertigungstoleranzen, wodurch die Fertigung der Kontaktbereiche vereinfacht ist.
  • Die im Bodenbereich des Akkus ausgebildeten Buchsen sind in weiter vorteilhafter Weise mit gummierten Manschetten ausgestattet, die sich beim Einstecken der Pins um diese herum legen und gegenüber dem Bodenbereich des Akkufachs abdichten. Somit sind die Pole im Wesentlichen gegen Wasser abgedichtet.
  • Da die Kontakte bzw. Pins im Boden des Akkufachs durch X-faches An- und Entkoppeln einem Verschleiß unterliegen und die Gefahr besteht, dass sie bei unsachgemäßer Handhabung beschädigt werden, ist es von weiterem Vorteil, wenn die Pins vorzugsweise mittels Spezialwerkzeug austauschbar sind. So lassen sich diese dem Bodenbereich des Akkufachs entnehmen und können neue Pins mit geringem Aufwand eingesetzt werden, wobei die Pins zur Stabilisierung einem Riegel oder dergleichen zugeordnet sein können. Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn die Kontakte/Pins aufgrund ihrer Oberflächenbeschaffenheit und/oder aufgrund ihrer Materialeigenschaften gute gegenseitige Gleiteigenschaften haben. Dabei ist es wichtig, dass die Kontakte/Pins aus einer elektrisch gut leitenden, korrosionsresistenten Legierung bestehen, vorzugsweise aus einer Edelstahl-/Wolfram-Legierung. Neben der Generierung eines vollflächigen Kontaktes zwischen Pin und Buchse ist es denkbar, dass die Buchse oder die Pins mit Kontaktstegen ausgebildet sind, wodurch das Ein- und Ausstecken bei hinreichend guter elektrischer Verbindung begünstigt wird.
  • Der Akku kann mit einer Kurzschluss-Sicherung gegenüber Spannung beim Be-/Entladen und/oder mit einer Relaisschaltung zum Abschalten bei zu hoher Betriebstemperatur und/oder zu hoher Spannung ausgestattet sein. Diese Sicherheitsattribute lassen sich in den Akku integrieren.
  • Weiter ist es denkbar, dass im oder am Akku ein DC/DC-Wandler, beispielsweise von 50,4 V DC auf 5 V DC, vorgesehen ist, über den ein Mini- oder Mikrocomputer vorzugsweise mit GPS-Sensor und ggf. mit LTE-SIM-Karte mit Energie versorgbar ist. Der Wandler kann unmittelbar dem Akku oder aber auch der Elektronik im Board zugeordnet sein.
  • Auch ist es denkbar, dass im Akku oder am Akku, beispielsweise in einem Deckel, ein Induktionsladegerät zum Laden induktionsfähiger Geräte vorgesehen ist, beispielsweise zum Laden einer WLAN-Board-Fernbedienung und/oder von Handys, etc., vorzugsweise mit einer Spannung von 5 Volt.
  • Der Ladezustand des Akku kann per analoger oder digitaler Anzeige ablesbar sein, beispielsweise im oder am Akku oder per TFT-Display. Die Anzeige kann im einfachsten Falle per Leuchtdiode und/oder akustisch erfolgen.
  • Der Ladezustand des Akkus kann über eine Schnittstelle an ein Batteriemanagementsystem (BMS) oder per WLAN an Drittgeräte übermittelt werden. Auch ist es denkbar, dass ein integrierter Minicomputer zur Wartung/Pflege des Akkus und/oder zur Überwachung im Betrieb und/oder zur Deaktivierung bei Diebstahl nutzbar ist. Die Vorkehrung eines GPS erlaubt ferner die Lokalisierung des Boards, was die Sicherheit in Schulungszentren und das Auffinden des Boards bei Diebstahl begünstigt.
  • Schließlich ist es von Vorteil, wenn der Akku, im eingesetzten Betriebszustand, zum Aufladen eines im Board fest eingebauten kleineren Not-Akkus nutzbar ist, so dass der Not-Akku stets voll aufgeladen ist. Über das BMS kann eine "Pflege" des Not-Akkus erfolgen, wie dies bei Akkus über die Winterlagerung hinweg üblich ist.
  • Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
    • Fig. 1a
    in einer schematischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wake-/Surfboards ohne Akku,
    Fig. 1b
    in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, das Wake-/Surfboard gemäß Fig. 1A,
    Fig. 2
    in einer schematischen Draufsicht ein Wake-/Surfboard ähnlich dem in Fig. 1 abgebildeten Board, ohne Akku,
    Fig. 3
    das Wake-/Surfboard aus Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie A-A,
    Fig. 4
    einen Akku zum Einsetzen in ein erfindungsgemäßes Wake-/Surfboard in einer Ansicht von unten (von der Anschlussseite her),
    Fig. 5
    den Akku zum Einsetzen in ein erfindungsgemäßes Wake-/Surfboard in einer Ansicht von der Seite, und
    Fig. 6
    den Akku zum Einsetzen in ein erfindungsgemäßes Wake-/Surfboard in einer Ansicht im Schnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 4.
  • Fig. 1a zeigt in einer schematischen Ansicht ein Wakeboard, welches mit einem in der Figur nicht gezeigten elektrischen Jetantrieb nebst Steuereinrichtung ausgestattet ist. Es sind hier lediglich die für die Erfindung wesentlichen Bestandteile gezeigt.
  • Das Wakeboard ist mit einem von der Oberfläche her zugänglichen Akkufach 1 ausgestattet. Die seitlichen Wandungen 2 des Akkufachs 1 verlaufen konisch, so dass sich der Querschnitt des Akkufachs 1 zum Boden 3 hin reduziert.
  • In den Boden 3 des Akkufachs 1 sind weit auseinanderliegende Pins 4 integriert, die gummigelagert sind. Die Pins 4 sind weitestmöglich voneinander entfernt angeordnet und dienen zur elektrischen Kontaktierung mit dem Akku.
  • Außerdem sind im Boden 3 Magnete 5 angeordnet, die mit ferromagnetischem Material oder mit Magneten in der Bodengruppe des Akkus zusammenwirken. Die Magnete 5 sind als Permanentmagnete ausgeführt und bewirken einen sicheren Halt des Akkus im Akkufach 1, wobei deren Magnetwirkung kurzzeitig durch elektrische Beaufschlagung aufhebbar ist.
  • Fig. 1b zeigt das erfindungsgemäße Wakeboard von der Seite her und im Schnitt und lässt das Akkufach 1 mit den konisch ausgebildeten Wandungen 2 erkennen. Ein fest eingebauter Not-Akku 6 ist angedeutet.
  • Fig. 2 zeigt ein erfindungsgemäßes Wakeboard von der Oberseite her gesehen. Das Akkufach 1 mit den konisch verlaufenden Wandungen 2 ist erkennbar. Im Boden 3 des Akkufachs 1 sind die als Pole dienenden Pins 4 und zwei Magnete 5 zur Sicherung des eingesetzten Akkus 7 erkennbar.
  • Fig. 3 zeigt das Wakeboard gemäß Fig. 2 im Schnitt entlang der Linie A-A, und zwar durch die als Pole dienenden Pins 4. Es ist deutlich erkennbar, dass die Pins 4 vom Boden 3 abragen. Sie dienen zum Einstecken in entsprechende Buchsen im Akku 7.
  • Fig. 4 zeigt den Akku 7, der in das Akkufach 1 des erfindungsgemäßen Wake-boards einsetzbar ist. Entsprechend den seitlichen Wandungen 2 des Akkufachs 1 sind die umlaufenden Wandungen 8 des Akku 7 komplementär, d.h. ebenfalls konisch, ausgebildet. So ist beim Einsetzen des Akkus eine Art Zwangsführung bis in die Betriebsposition realisiert.
  • Im Boden des Akku 7 sind zwei Buchsen 9 ausgebildet bzw. in den Boden integriert, wobei die Buchsen 9 in vorteilhafter Weise mit Dichtmanschetten ausgestattet sind. Beim Einsetzen des Akku 7 gelangen die Pins 4 im Boden 3 des Akkufachs 1 in Kontakt mit den Buchsen 9 und sind in der Betriebsposition des Akku 7 in die Buchsen 9 komplett eingesteckt. Die Magnete 10 sind gegensinnig zu den Magneten 5 gepolt und bewirken eine Anziehung und damit Sicherung des Akkus 7 im Akkufach 1. Zum Herausnehmen des Akku 7 aus dem Akkufach 1 lassen sich die Magnete 5 und/oder 10 zumindest kurzzeitig mittels Strom entmagnetisieren, so dass dadurch deren Wirkung zur Entnahme des Akku aufhebbar ist.
  • Fig. 5 zeigt den Akku 7 von der Seite her gesehen. Es ist angedeutet, dass die Buchsen 9 in den Akku 7 integriert sind.
  • Fig. 6 zeigt den Akku 7 im Schnitt entlang der Linie A-A aus Fig. 4. Hier wird deutlich, dass die Buchsen 9 komplett in den Akku 7 integriert sind. Sie dienen zum Einstecken der aus dem Boden 3 des Akkufachs 1 herausragenden Pins 4 und verfügen über eine abdichtende Manschette 11, die einerseits gegenüber den Pins 4 und andererseits gegenüber dem Boden 3 des Akkufachs 1 bzw. gegenüber einer gummielastischen Abdichtungsfläche um die Pins 4 herum wirkt.
  • Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der beanspruchten Lehre sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf die allgemeine Beschreibung verwiesen.
  • Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Akkufach
    2
    seitliche Wandung des Akkufachs
    3
    Boden im Akkufach
    4
    Pin im Boden des Akkufachs
    5
    Magnet, in den Boden des Akkufachs integriert
    6
    Not-Akku, fest im Board eingebaut
    7
    Akku
    8
    seitliche Wandung des Akku
    9
    Buchse, in den Boden des Akkus integriert
    10
    Magnet, in den Boden des Akkus integriert
    11
    Manschette

Claims (14)

  1. Wake- oder Surfboard mit einem elektrischen Antrieb nebst Steuereinrichtung und einer internen Energieversorgung in Form eines wiederaufladbaren Energiespeicherelements (Akku), wobei der Antrieb und der Akku (7) in das Board integriert sind und wobei zumindest der Akku (7) aus dem Board, vorzugsweise von der Oberseite des Boards her, aus einem Akkufach (1) entnehmbar und dabei elektrisch entkoppelbar ist, wobei der Akku (7) in etwa formschlüssig in das Akkufach (1) passt und im eingesetzten Betriebszustand mit zwei Pole umfassenden elektrischen Anschlüssen an eine elektrische Anschlusseinrichtung im Akkufach (1) gekoppelt ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Akkufach (1) auf vier paarweise gegenüberliegenden Seiten konisch verlaufende Wandungen (2) hat, die das Akkufach (1) zum Boden (3) hin zumindest geringfügig reduzieren, wobei die Wandungen (2) den mit komplementären Wandungen (8) ausgestatteten Akku (7) beim Einsetzen zentrieren und positionieren und bis zum Erreichen der angekoppelten Betriebsposition führen.
  2. Wake- oder Surfboard, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandungen (2) des Akkufachs (1) über gerundete Eckbereiche miteinander verbunden sind, wobei die Wandungen (8) des Akku (7) komplementär zum Akkufach (1) ausgebildet sind.
  3. Wake- oder Surfboard, nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Betriebsposition des Akku (7) zwischen dem Akku (7) und dem Akkufach (1) vorzugsweise umlaufende Dichtmittel vorgesehen sind.
  4. Wake- oder Surfboard, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der in das Akkufach (1) eingesetzte Akku (7) das Akkufach (1) bündig mit der Oberfläche des Boards schließt und/oder, dass bei in das Akkufach (1) eingesetztem Akku (7) ein Deckel das Akkufach (1) bündig mit der Oberfläche des Boards schließt, wobei dem Deckel Dichtmittel zugeordnet sein können, die gegenüber dem Akkufach (1) wirken.
  5. Wake- oder Surfboard, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Akku (7) an der Oberseite mit vorzugsweise zwei in die Oberfläche versenkbaren Haltegriffen zur Handhabung des Akku (7) ausgestattet ist.
  6. Wake- oder Surfboard, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Akku (7) in seiner Betriebsposition mechanisch und/oder elektrisch und/oder magnetisch und/oder elektromagnetisch gegen Herausziehen oder Herausrutschen sicherbar ist, wobei die Sicherung des Akku (7) magnetisch erfolgen kann, vorzugsweise durch einen oder mehrere Dauermagneten (5), die zwischen der Unterseite des Akku (7) und dem Boden (3) des Akkufachs (1) und/oder zwischen den seitlichen Wandungen des Akku und des Bodenfachs des Akku (7) und des Akkufachs (1) wirken, wobei zum Entsichern eine kurzzeitige Entmagnetisierung durch Strombeaufschlagung der bzw. des Magneten (5) erfolgen kann.
  7. Wake- oder Surfboard, nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Bodenbereich des Akku (7) zwei versenkte, innenliegende Kontakte im Sinne einer Buchse (9) ausgebildet sind, in die aus dem Boden (3) des Akkufachs (1) vorstehende Pins (4) beim Verbringen des Akku (7) in die Betriebsposition automatisch eingesteckt werden und/oder wobei die durch die Kontakte/Pins (4) gebildeten Pole möglichst weit auseinander liegen können, und/oder wobei die Pins (4) im Boden (3) des Akkufachs (1) gummigelagert sein können, und/oder wobei die Kontakte/Pins (4) im Boden (3) des Akkufachs (1) vorzugsweise mittels Spezialwerkzeug austauschbar sein können, und/oder wobei die Kontakte/Pins (4) aufgrund ihrer Oberflächenbeschaffenheit und/oder aufgrund ihrer Materialeigenschaften gegeneinander gute Gleiteigenschaften haben können und wobei die Kontakte/Pins (4) aus einer elektrisch gut leitenden, korrosionsresistenten Legierung, vorzugsweise aus einer Edelstahl-/Wolfram Legierung, hergestellt sind.
  8. Wake- oder Surfboard, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Akku (7) eine Kurzschluss-Sicherung gegen Überspannung beim Be-/Entladen und/oder eine Relaisabschaltung bei zu hoher Betriebstemperatur und/oder zu hoher Spannung aufweist.
  9. Wake- oder Surfboard, nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im oder am Akku (7) ein DC/DC Wandler, beispielsweise von 50,4 V DC auf 5 V DC, vorgesehen ist, über den ein Minicomputer vorzugsweise mit GPS-Sensor und ggf. mit LTE-SIM-Karte mit Energie versorgbar ist.
  10. Wake- oder Surfboard, nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Akku (7) oder am Akku (7), beispielsweise in einem Deckel, ein Induktionsladegerät zum Laden induktionsfähiger Geräte vorgesehen ist.
  11. Wake- oder Surfboard, nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anzeige des Ladezustands des Akku (7) eine analoge oder digitale Anzeige, vorzugsweise im oder am Akku (7) oder per TFT-Display, vorgesehen ist.
  12. Wake- oder Surfboard, nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladezustand des Akku (7) über eine Schnittstelle an ein Batterie Management System (BMS) oder per WLAN oder per LTE-Datenverbindung an Drittgeräte übermittelbar ist.
  13. Wake- oder Surfboard, nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein integrierter Mini-Computer vorzugsweise per LTE-Datenverbindung zum Inter-/Intranet zur Wartung/Pflege des Akku (7) und/oder zur Überwachung im Betrieb und/oder zur Deaktivierung bei Diebstahl nutzbar ist.
  14. Wake- oder Surfboard, nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Akku (7) zum Aufladen eines im Board fest eingebauten Not-Akkus (6) nutzbar ist.
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