EP4370411A1 - Fixierung eines energiespeichers an einem fahrzeugrahmen mit einem hebel - Google Patents

Fixierung eines energiespeichers an einem fahrzeugrahmen mit einem hebel

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EP4370411A1
EP4370411A1 EP22751306.6A EP22751306A EP4370411A1 EP 4370411 A1 EP4370411 A1 EP 4370411A1 EP 22751306 A EP22751306 A EP 22751306A EP 4370411 A1 EP4370411 A1 EP 4370411A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lever
energy store
arrangement
displacement
pivoting
Prior art date
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Pending
Application number
EP22751306.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Finn Neumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP4370411A1 publication Critical patent/EP4370411A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B62J43/00—Arrangements of batteries
    • B62J43/20—Arrangements of batteries characterised by the mounting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M25/00—Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles
    • B62M25/08—Actuators for gearing speed-change mechanisms specially adapted for cycles with electrical or fluid transmitting systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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    • H01M50/296—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by terminals of battery packs
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Definitions

  • the invention relates to an arrangement according to the preamble of claim 1 and an energy store according to claim 17.
  • the publication DE 102019204572 B3 discloses a lever mechanism for fixing a battery in a bicycle frame.
  • a lever engages in a Ausspa tion of the battery and clamps the battery in the axial direction away from the lever mechanism towards an opposite end of the battery.
  • the battery is electrically contacted on the opposite end.
  • the lever mechanism and the electrical contacting of the battery must therefore be structurally separate from each other.
  • the object of the invention is to improve the fixing of an energy store in a vehicle frame. This object is achieved by an arrangement according to claim 1 and an energy store according to claim 17. Preferred developments are contained in the dependent claims and result from the following description.
  • the arrangement according to the invention serves to fix an energy store to a vehicle frame.
  • a vehicle frame can in particular be a bicycle frame.
  • the energy store is preferably designed as an electrical energy store or battery.
  • the arrangement includes a basic module.
  • a module is an arrangement of means that are connected to form a structural unit. It is therefore an arrangement of means that are each added to one or more means of the module.
  • a module is characterized by the fact that it can be pre-assembled.
  • the basic module can be built into the vehicle frame as a pre-assembled unit.
  • the arrangement includes a lever. This is pivotably mounted in the base module. The basic module thus forms a bearing point for the lever. The lever is pivotably fixed in the bearing point.
  • Pivotability refers to rotatability through an angle that can be less than 360°.
  • the angle can be less than 270°, less than 180° or less than 90°. Pivoting preferably takes place about exactly one axis. This means that the lever cannot pivot or rotate about axes that are orthogonal to it.
  • the lever can be brought into engagement with the energy store by pivoting. As a result, the lever forms a cam mechanism with the energy store.
  • Mechanisms are referred to as cam gears, the output movement of which is created by continuously scanning a rotatably mounted or straight cam carrier using a rotatably mounted or straight cam follower.
  • the lever forms a rotatably mounted cam carrier.
  • a straight ge led pickup element is formed by the energy storage.
  • the cam mechanism converts further pivoting of the lever into a displacement of the energy store.
  • Further pivoting of the lever refers to a pivoting of the lever starting from a position of the lever in which it comes into engagement with the energy store.
  • the lever is thus pivoted out of an initial position, so that it engages with the energy store and pivots further without changing the direction of rotation.
  • the resulting displacement of the energy store takes place relative to the basic module.
  • the energy store is thus shifted relative to the basic module from an initial position into an end position.
  • a distance between the Energyspei cher and the base module is reduced. When the energy store is in the end position, the distance is therefore smaller compared to the starting position.
  • a distance between an arbitrarily selectable reference point of the energy store and an arbitrarily selectable reference point preferably serves as a measure for the distance Reference point of the basic module. Both reference points preferably lie on a straight line that runs parallel to the direction of displacement.
  • the invention is advantageous because it allows functionalities related to the energy store to be integrated in the basic module. It is thus possible, in accordance with a preferred development, to integrate one or more electrical contacts for contacting the energy store into the basic module.
  • the contacts are used to produce electrically conductive connections to corresponding contacts of the energy store when the energy store is in the end position.
  • a contact of the energy store and a contact of the base module come into contact with one another as a result of the displacement of the energy store.
  • the basic module can have one or more electrical contacts for establishing electrical connections with the vehicle. These are integrated in one or more connectors, which are connected to a corresponding counterpart in the vehicle when the basic module is installed in the vehicle.
  • the basic module is preferably further developed with one or more spring-loaded pins. These are braced against the energy store by moving the energy store from the start position to the end position. A spring force applied by the pins therefore counteracts the displacement of the energy storage device. This can be used to at least partially compensate for the weight of the energy store when the energy store is installed at a horizontal angle.
  • the energy store preferably has one or more recesses, each of which is engaged by a pin. In this way, the energy store is guided by the spring-loaded pins during the displacement.
  • one or more retaining elements are provided in a preferred development, which come into positive engagement with the energy store due to the displacement or are positively engaged with the energy store during the displacement.
  • the holding elements are preferably not in engagement with the energy store.
  • the starting position corresponds to a position in which the energy store can be inserted into the vehicle frame and removed from the vehicle frame.
  • the retaining elements only come into engagement with the energy store when they are displaced. In particular, they are engaged when the energy store has reached the end position.
  • the retaining elements are preferably developed in such a way that they form a structural unit with the basic module. This can be realized, for example, by means of a connecting rail which is joined to the holding elements on the one hand and to the basic module on the other hand.
  • the further development simplifies assembly since the holding elements can be preassembled together with the basic module.
  • the direction of the above-described displacement of the energy store and a longitudinal axis of a tube of the vehicle frame are aligned parallel to one another.
  • the tube of the vehicle frame can in particular be a tube to which the energy store is fixed by the arrangement.
  • the lever forms a guide surface.
  • the lever thus forms the cam carrier of the cam mechanism mentioned above.
  • the energy store forms the tap element in the form of a counter surface.
  • the guide surface comes at the Counter surface according to further training to the system. This means that the guide surface touches the counter surface. If the lever is pivoted further, the guide surface slides off the counter surface. This results in the displacement of the energy storage described above.
  • the guide surface is arranged in such a way that it is a plane that is parallel to the direction of displacement and that also runs through the counter surface, i.e. intersects the counter surface, in different ways depending on a pivoting angle of the lever axial positions intersects.
  • An axial position means a position in the direction of displacement. The described displacement of the energy accumulator occurs as a result of the axial position, which can be changed as a function of the pivot angle.
  • the configuration of the guide surface described above results, for example, when the guide surface is further developed with a spiral course.
  • at least a part of the lever that forms the guide surface can be further developed in the form of a spiral.
  • the lever is preferably formed in two parts with a first part and a second part.
  • the lever is pivotally supported with the first part in the base module. This means that on the one hand the first part is pivotably mounted in the base module. On the other hand, the pivoting of the He lever described above is equivalent to a pivoting of the first part.
  • the second part as turn is pivotally mounted in the first part.
  • a pivot axis about which the second part can be pivoted relative to the first part preferably runs parallel to a pivot axis about which the first part can be pivoted relative to the base module.
  • the second part can be brought into engagement with the energy store by pivoting the first part in the basic module.
  • the second part with the energy storage forms the cam gear cam gear described above, so that a further pivoting of the first part into that described above Shift of the energy storage is converted.
  • the pivotability of the second part makes it possible to compensate for tolerance-related dimensional deviations within the arrangement.
  • the lever is preferably further developed with a spring element.
  • This is operatively connected to the first part and the second part.
  • a spring force applied by the spring element thus acts between the first part and the second part.
  • the spring force causes a torque acting between the first part and the second part, which causes the second part to pivot relative to the first part or counteracts such pivoting.
  • the spring element braces the second part against the energy store during the further pivoting of the lever, that is to say during the further pivoting of the first part.
  • the further pivoting leads to a tolerance-related pivoting of the second part in relation to the first part, which causes a tensioning of the spring element between the first part and the second part. This results in a firm, rattle-free fixation of the energy store.
  • the arrangement is also preferably further developed with a fixing means, for example a lock, with which the first part can be fixed in a position that the first part assumes when the second part is braced against the energy store.
  • a fixing means for example a lock
  • a lock as a means of fixation also serves as an anti-theft device.
  • the lever is preferably further developed to engage in a recess of the energy store by pivoting as described.
  • the recess or a part of the recess forms the pick-up element of the above-described cam gear esp.
  • the recess is at least partially in a jacket surface of the energy store.
  • the energy store described above is an energy store according to the invention. This is preferably further developed with a plate attached to one end face of the energy storage device, which covers part of the recess described above. This plate is preferably further developed to form the counter-surface described above for the guide surface of the lever.
  • FIG. 1 shows a fixing device with energy stores of different axial lengths
  • Figures 2A to D show a mechanism with a lever
  • Figure 3 shows the structure of the lever
  • FIG. 4 a battery interface.
  • the fixing device 101 shown in FIG. 1 comprises a basic module 103, holding elements 105 and a rail 107.
  • the basic module 103 and the holding elements 105 are fixed to the rail 107.
  • the rail 107 in turn, can be screwed onto a bicycle frame.
  • the fixing device 101 is used to accommodate electric batteries 109a, 109b.
  • the batteries 109a, 109b each have a guide groove 111 with which the batteries 109a, 109b can be pushed onto the fixing elements 105.
  • the fixing elements 105 engage in the guide groove 111 in a form-fitting manner.
  • the structure of the fixing device 101 makes it possible to use rechargeable batteries 109a, 109b with different axial lengths.
  • a rechargeable battery 109a has an axial length A and a rechargeable battery 109b has an axial length B.
  • the axial length A is greater than the axial length B.
  • a lever 113 is pivotably mounted in the base module 103 . The lever 113 is used to fix the batteries 109a, 109b. He is shown in Fig. 1 in a closed Po position.
  • FIGS. 2A to 2D illustrate the function of the lever 113.
  • FIGS. 2A to 2D show how a rechargeable battery 109 is pushed into the fixing device 101 and fixed by means of the lever 113.
  • the rechargeable battery 109 is first inserted into the fixing device 101 in such a way that the holding elements 105 engage in the guide groove 111 . This is illustrated in Figure 2A.
  • the rechargeable battery 109 is at an axial distance from the basic module 103 .
  • An intermediate space thus extends along a longitudinal axis 201 between the basic module 103 and the rechargeable battery 109.
  • the rechargeable battery 109 is displaced axially, that is to say along the longitudinal axis 201 in the direction of the basic module 103 . This reduces the axial distance between the battery 109 and the base module 101. Due to the displacement, the retaining elements 105 engage in the guide groove 111 in a form-fitting manner.
  • FIG. 2B A corresponding arrangement is shown in FIG. 2B.
  • the lever 113 has a locking hook 203 . This is aligned in Fig. 2B with a recess 205 in the battery 209.
  • the recess 205 is formed by a recess in an end face of the battery 109, which is partially closed by a plate 207 ver.
  • the plate 207 leaves an opening of the recess 205 which is oriented orthogonal to the longitudinal axis 201 .
  • the locking hook 203 When the lever 113 is closed, the keeper 203 engages the muzzle as shown in FIG. 2C.
  • the locking hook 203 is formed in a spiral shape. It has the shape of part of a spiral, ie a helix, whose central axis is parallel to the longitudinal axis 201 . As a result, the locking hook 203 forms a cam mechanism with the plate 207 .
  • a pivoting movement of the lever 113 is converted into a displacement of the battery 109 in the direction of the basic module 103 by the cam mechanism. Closing the lever 113 thus pulls the rechargeable battery 109 from the locking hook 203 in the direction of the base module 103 .
  • 2D shows the lever 113 in the closed position.
  • the locking hook 203 is in this position within the recess 205 and thus fixes the battery 109.
  • a lock 209 fixes the lever 113 in the closed position. The lock 209 also protects the battery 109 from unauthorized access.
  • the lever 113 is designed in two parts.
  • the lever 113 consists of a first part 113a and a second part 113b.
  • the lever 113 can be pivoted in the base module 103 with the first part 113a.
  • the second part 113b in turn is pivotally mounted in the first part 113a.
  • the locking hook 203 is formed on the second part 113b.
  • the pivotability of the second part 113b in the first part 113a is restricted by an elastomer 301 shown in FIG.
  • the elastomer 301 is deformed when the locking hook 203 fully engages in the recess 205 and the first part 113a, starting from this position of the lever 113, continues to swivel towards its end position. Due to the deformation of the elastomer 301, it exerts a moment acting between the first part 113a and the second part 113b, which braces the second part 113b against the battery 109a, 109b or the plate 207.
  • the basic module 103 has an electrical interface in the form of a plug connector 401a shown in FIG.
  • a connector 401b as a counterpart to the connector 401a of the basic module 103 is located on the above-mentioned end face of the battery 109. If the battery, as described above, is inserted into the fixing device 101 and fixed by means of the lever 113, the connectors 401a, 401b into one another and thus establish electrical contact with the rechargeable battery 109a, 109b.
  • the base module 103 also has two guide pins 403a, 403b.
  • the recesses 405a, 405b are located on the same end face of the battery 109 as the connector 401a.
  • the engagement of the guide pins 403a, 403b in the recesses 405a, 405b prevents movements of the rechargeable battery 109 orthogonal to the longitudinal axis 201. Such movements can damage the connectors 401a, 401b.
  • a guide pin 403a is movable in the longitudinal direction, ie along the longitudinal axis 201, and is spring-loaded.
  • the guide pin 403a counteracts the gravitational force of the rechargeable battery 109 due to the spring force. This makes it easier to insert and remove the battery 109.

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Abstract

Anordnung (101) zur Fixierung eines Energiespeichers (109a, 109b) an einem Fahrzeugrahmen, mit einem Grundmodul (103) und einem verschwenkbar in dem Grundmodul (103) gelagerten Hebel (113); wobei der Hebel (103) durch Verschwenkung derart mit dem Energiespeicher (109a, 109b) in Eingriff bringbar ist, dass der Hebel (103) mit dem Energiespeicher (109a, 109b) ein Kurvengetriebe bildet, das eine weitergehende Verschwenkung des Hebels (103) in eine Verschiebung des Energiespeichers (109a, 109b) umwandelt. Die Verschiebung erfolgt in Richtung des Grundmoduls (103) erfolgt.

Description

Fixierung eines Enerqiespeichers an einem Fahrzeuqrahmen mit einem Hebel
Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ei nen Energiespeicher nach Anspruch 17.
Die Druckschrift DE 102019204572 B3 offenbart einen Hebelmechanismus zur Fi xierung eines Akkus in einem Fahrradrahmen. Ein Hebel greift dabei in eine Ausspa rung des Akkus ein und verspannt den Akku in axialer Richtung von dem Hebelme chanismus weg in Richtung einer gegenüberliegenden Stirnseite des Akkus. Entspre chend wird der Akku an der gegenüberliegenden Stirnseite elektrisch kontaktiert. Der Hebelmechanismus und die elektrische Kontaktierung des Akkus müssen daher bau lich getrennt voneinander ausgeführt sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fixierung eines Energiespeichers in einem Fahrzeugrahmen zu verbessern. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anord nung nach Anspruch 1 und einen Energiespeicher nach Anspruch 17. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen enthalten und ergeben sich aus nach folgender Beschreibung.
Die erfindungsgemäße Anordnung dient zur Fixierung eines Energiespeichers an ei nem Fahrzeugrahmen. Bei einem Fahrzeugrahmen kann es sich insbesondere um einen Fahrradrahmen handeln. Der Energiespeicher ist bevorzugt als elektrischer Energiespeicher bzw. Akku ausgeführt.
Die Anordnung umfasst ein Grundmodul. Als Modul wird eine Anordnung von Mitteln bezeichnet, die zu einer baulichen Einheit verbunden sind. Es handelt sich also um eine Anordnung von Mitteln, die jeweils mit ein oder mehreren Mitteln des Moduls ge fügt sind. Ein Modul zeichnet sich dadurch aus, dass es vormontierbar ist. So kann das Grundmodul als vormontierte Einheit in den Fahrzeugrahmen eingebaut werden. Darüber hinaus umfasst die Anordnung einen Hebel. Dieser ist verschwenkbar in dem Grundmodul gelagert. Das Grundmodul bildet also eine Lagerstelle für den He bel. In der Lagerstelle ist der Hebel verschwenkbar fixiert.
Mit Verschwenkbarkeit wird eine Verdrehbarkeit um einen Winkel bezeichnet, der kleiner als 360° sein kann. Insbesondere kann der Winkel kleiner als 270°, kleiner als 180 oder kleiner als 90° sein. Vorzugsweise erfolgt die Verschwenkung um ge nau eine Achse. Dies bedeutet, dass der Hebel um Achsen, die orthogonal dazu aus gerichtet sind, nicht verschwenk- oder verdrehbar ist.
Durch Verschwenkung ist der Hebel mit dem Energiespeicher in Eingriff bringbar. Dadurch bildet der Hebel mit dem Energiespeicher ein Kurvengetriebe.
Als Kurvengetriebe werden Mechanismen bezeichnet, deren Abtriebsbewegung durch stetiges Abtasten eines drehbar gelagerten oder gerade geführten Kurventrä gers mithilfe eines drehbar gelagerten oder gerade geführten Abgriffsglieds entsteht.
Vorliegend bildet der Hebel einen drehbar gelagerten Kurventräger. Ein gerade ge führte Abgriffsglied wird gebildet durch den Energiespeicher. Das Kurvengetriebe wandelt eine weitergehende Verschwenkung des Hebels in eine Verschiebung des Energiespeichers um. Mit weitergehender Verschwenkung des Hebels wird dabei eine Verschwenkung des Hebels ausgehend von einer Position des Hebels, in der er mit dem Energiespeicher in Eingriff kommt, bezeichnet. Der Hebel wird also aus ei ner Ausgangsposition heraus verschwenkt, sodass er mit dem Energiespeicher in Eingriff kommt und ohne Änderung der Drehrichtung weiter verschwenkt. Die daraus resultierende Verschiebung des Energiespeichers erfolgt relativ zu dem Grundmodul. Der Energiespeicher wird also relativ zu dem Grundmodul aus einer Ausgangsposi tion heraus in eine Endposition verschoben. Ein Abstand zwischen dem Energiespei cher und dem Grundmodul verringert sich dabei. Wenn der Energiespeicher sich in der Endposition befindet, ist der Abstand also gegenüber der Startposition kleiner.
Als Maß für den Abstand dient bevorzugt ein Abstand zwischen einem beliebig wähl baren Referenzpunkt des Energiespeichers und einem beliebig wählbaren Referenzpunkt des Grundmoduls. Vorzugsweise liegen beide Referenzpunkte auf ei ner Geraden, die parallel zur Richtung der Verschiebung verläuft.
Die Erfindung ist von Vorteil, da sie eine Integration von Funktionalitäten, die in Be zug zu dem Energiespeicher stehen, in dem Grundmodul erlaubt. So ist es möglich, entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung, in das Grundmodul einen oder meh rere elektrische Kontakte zur Kontaktierung des Energiespeichers zu integrieren. Die Kontakte dienen dazu, elektrisch leitfähige Verbindungen zu entsprechenden Kontak ten des Energiespeichers herzustellen, wenn sich der Energiespeicher in der Endpo sition befindet. Zudem ist es möglich, Energiespeicher unterschiedlicher axialer Länge in derselben Anordnung zu fixieren.
Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung kommen durch die Verschiebung des Energiespeichers jeweils ein Kontakt des Energiespeichers und ein Kontakt des Grundmoduls miteinander in Berührung.
Darüber hinaus kann das Grundmodul einen oder mehrere elektrische Kontakte zur Herstellung elektrischer Verbindungen mit dem Fahrzeug aufweisen. Diese sind etwa in einem oder mehreren Steckverbindern integriert, die jeweils beim Einbau des Grundmoduls in das Fahrzeug mit einem entsprechenden Gegenstück des Fahr zeugs verbunden werden.
Bevorzugt ist das Grundmodul mit einem oder mehreren federbelasteten Stiften wei tergebildet. Diese werden durch die Verschiebung des Energiespeichers von der Startposition in die Endposition gegen den Energiespeicher verspannt. Eine von den Stiften aufgebrachte Federkraft wirkt also jeweils der Verschiebung des Energiespei chers entgegen. Dies lässt sich nutzen, um bei einer horizontal geneigten Anbrin gung des Energiespeichers die Gewichtskraft des Energiespeichers mindestens teil weise zu kompensieren. Bevorzugt weist der Energiespeicher eine oder mehrere Ausnehmungen auf, in die jeweils ein Stift eingreift. Auf die Weise wird der Energie speicherwährend der Verschiebung durch die federbelasteten Stifte geführt. Um den Energiespeicher in dem Fahrzeugrahmen zu halten, sind in einer bevorzug ten Weiterbildung ein oder mehrere Halteelemente vorgesehen, die durch die Ver schiebung formschlüssig mit dem Energiespeicher in Eingriff kommen oder sich wäh rend der Verschiebung formschlüssig mit dem Energiespeicher in Eingriff befinden. Bevorzugt befinden sich die Halteelemente in der Startposition nicht mit dem Ener giespeicher in Eingriff. Die Startposition entspricht dann einer Position, in der der Energiespeicher in den Fahrzeugrahmen eingesetzt und aus dem Fahrzeugrahmen entnommen werden kann. In Eingriff mit dem Energiespeicher kommen die Halteele mente in dem Fall erst durch die Verschiebung. Insbesondere befinden sie sich im Eingriff, wenn der Energiespeicher die Endposition erreicht hat.
Die Halteelemente sind bevorzugt derart weitergebildet, dass sie mit dem Grundmo dul eine bauliche Einheit bilden. Dies lässt sich etwa mittels einer Verbindungs schiene realisieren, die einerseits mit den Halteelementen und andererseits mit dem Grundmodul gefügt ist. Durch die Weiterbildung vereinfacht sich die Montage, da die Halteelemente zusammen mit dem Grundmodul vormontiert werden können. Außer dem ist es möglich, die Toleranzen innerhalb des Grundmoduls unabhängig von den Toleranzen des Fahrzeugrahmens zur Batterie hin zu optimieren.
Die Richtung der oben beschriebenen Verschiebung des Energiespeichers und eine Längsachse eines Rohrs des Fahrzeugrahmens sind in einer bevorzugten Weiterbil dung parallel zueinander ausgerichtet. Bei dem Rohr des Fahrzeugrahmens kann es sich insbesondere um ein Rohr handeln, an dem der Energiespeicher durch die An ordnung fixiert wird.
Eine Achse, um welche die Verschwenkung des Hebels erfolgt und die Richtung der Verschiebung sind in einer ebenso bevorzugten Weiterbildung orthogonal zueinander ausgerichtet.
Der Hebel bildet in einer bevorzugten Weiterbildung eine Führungsfläche aus. Damit bildet der Hebel den Kurventräger des oben genannten Kurvengetriebes. Der Ener giespeicher bildet in Gestalt einer Gegenfläche das Abgriffsglied. Wenn der Hebel mit dem Energiespeicher in Eingriff gebracht wird, kommt die Führungsfläche an der Gegenfläche weiterbildungsgemäß zur Anlage. Dies bedeutet, dass die Führungsflä che die Gegenfläche berührt. Wird der Hebel weitergehend verschwenkt, gleitet die Führungsfläche an der Gegenfläche ab. Daraus resultiert die beschriebene Verschie bung des Energiespeichers.
Die Führungsfläche ist in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung so ange ordnet, dass sie eine Ebene, die parallel zu der Richtung der Verschiebung ausge richtet ist, und die zudem durch die Gegenfläche verläuft, die Gegenfläche also schneidet, in Abhängigkeit eines Schwenkwinkels des Hebels in unterschiedlichen axialen Positionen schneidet. Mit axialer Position wird eine Position in Richtung der Verschiebung bezeichnet. Durch die weiterbildungsgemäß in Abhängigkeit des Schwenkwinkels veränderliche axiale Position kommt es zu der beschriebenen Ver schiebung des Energiespeichers.
Die oben beschriebene Ausgestaltung der Führungsfläche ergibt sich etwa, wenn die Führungsfläche mit einem spiralförmigen Verlauf weitergebildet ist. Insbesondere kann mindestens ein Teil des Hebels, der die Führungsfläche ausbildet, spiralförmig weitergebildet sein.
Der Hebel ist bevorzugt zweiteilig mit einem ersten Teil und einem zweiten Teil wei tergebildet. Der Hebel ist mit dem ersten Teil verschwenkbar in dem Grundmodul ge lagert. Dies bedeutet, dass zum einen der erste Teil verschwenkbar in dem Grund modul gelagert ist. Zum anderen ist die oben beschriebene Verschwenkung des He bels gleichbedeutend mit einer Verschwenkung des ersten Teils. Der zweite Teil wie derum ist verschwenkbar in dem ersten Teil gelagert. Eine Schwenkachse, um die der zweite Teil relativ zu dem ersten Teil verschwenkt werden kann, verläuft dabei bevorzugt parallel zu einer Schwenkachse, um die der erste Teil relativ zu dem Grundmodul verschwenkt werden kann.
Der zweite Teil ist durch Verschwenkung des ersten Teils in dem Grundmodul mit dem Energiespeicher in Eingriff bringbar. Dabei bildet der zweite Teil mit dem Ener giespeicher das oben beschrieben Kurvengetriebe Kurvengetriebe, sodass eine wei tergehende Verschwenkung des ersten Teils in die eingangs beschriebene Verschiebung des Energiespeichers umgewandelt wird. Die Verschwenkbarkeit des zweiten Teils ermöglicht dabei einen Ausgleich toleranzbedingter Maßabweichungen innerhalb der Anordnung.
Darüber hinaus ist der Hebel bevorzugt mit einem Federelement weitergebildet. Die ses ist mit dem ersten Teil und dem zweiten Teil wirkverbunden. Eine von dem Fe derelement aufgebrachte Federkraft wirkt also zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil. Die Federkraft bewirkt ein zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil angreifendes Drehmoment, das einer Verschwenkung des zweiten Teils gegen über dem ersten Teil führt bzw. einer solchen Verschwenkung entgegenwirkt.
Weiterbildungsgemäß verspannt das Federelement den zweiten Teil bei der weiter gehenden Verschwenkung des Hebels, das heißt bei der weitergehenden Ver schwenkung des ersten Teils, gegen den Energiespeicher. Im Einzelnen kommt es bei der weitergehenden Verschwenkung zu einer toleranzbedingten Verschwenkung des zweiten Teils gegenüber dem ersten Teil, die eine Verspannung des Federele ments zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil bewirkt. Dadurch ergibt sich eine feste, klapperfreie Fixierung des Energiespeichers.
Bevorzugt ist die Anordnung zudem mit einem Fixiermittel, beispielsweise einem Schloss weitergebildet, mit dem er erste Teil in einer Position fixierbar, die der erste Teil einnimmt, wenn der zweite Teil gegen den Energiespeicher verspannt ist. Durch die Fixierung des ersten Teils mittels des Fixiermittels wird die oben beschriebene Verspannung des zweiten Teils gegen den Energiespeicher aufrechterhalten. Ein Schloss als Fixiermittel dient zugleich der Diebstahlsicherung.
Bevorzugt ist der Hebel weitergebildet, durch die beschriebene Verschwenkung in eine Aussparung des Energiespeichers einzugreifen. Die Aussparung oder ein Teil der Aussparung bildet dabei das Abgriffsglied des oben beschriebenen Kurvengetrie bes. Vorzugsweise befindet sich die Aussparung mindestens teilweise in einer Man telfläche des Energiespeichers. Bei dem oben beschriebenen Energiespeicher handelt es sich um einen erfindungs gemäßen Energiespeicher. Dieser ist bevorzugt mit einer an einer Stirnseite des Energiespeichers angebrachten Platte weitergebildet, die einen Teil der oben be schriebenen Aussparung abdeckt. Bevorzugt ist diese Platte weitergebildet, die oben beschriebene Gegenfläche für die Führungsfläche des Hebels zu bilden.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Im Einzelnen zeigt:
Fig. 1 eine Fixiervorrichtung mit Energiespeichern unterschiedlicher axialer Länge; Fig. 2A bis D einen Mechanismus mit einem Hebel Fig. 3 den Aufbau des Hebels; und Fig. 4 eine Akkuschnittstelle.
Die in Fig. 1 dargestellte Fixiervorrichtung 101 umfasst ein Grundmodul 103, Hal teelemente 105 und eine Schiene 107. An der Schiene 107 sind das Grundmodul 103 und die Halteelemente 105 fixiert. Die Schiene 107 wiederum lässt sich an einen Fahrradrahmen anschrauben.
Die Fixiervorrichtung 101 dient der Aufnahme elektrischer Akkus 109a, 109b. Die Ak kus 109a, 109b weisen jeweils eine Führungsnut 111 auf, mit der sich die Akkus 109a, 109b auf die Fixierelemente 105 aufschieben lassen. Dabei greifen die Fixie relemente 105 form schlüssig in die Führungsnut 111 ein.
Durch den Aufbau der Fixiervorrichtung 101 ist es möglich, Akkus 109a, 109b mit un terschiedlicher axialer Länge einzusetzen. So weist ein Akku 109a eine axiale Länge A und ein Akku 109b eine axiale Länge B auf. Die axiale Länge A ist dabei größer als die axiale Länge B. Ein Hebel 113 ist verschwenkbar in dem Grundmodul 103 gelagert. Der Hebel 113 dient der Fixierung der Akkus 109a, 109b. Er ist in Fig. 1 in einer geschlossenen Po sition dargestellt.
Die Figuren 2A bis 2D verdeutlichen die Funktion des Hebels 113. Dargestellt ist in den Figuren 2A bis 2D, wie ein Akku 109 in die Fixiervorrichtung 101 eingeschoben und mittels des Hebels 113 fixiert wird. Der Akku 109 wird zunächst so in die Fixier vorrichtung 101 eingesetzt, dass die Halteelemente 105 in die Führungsnut 111 ein- greifen. Dies ist in Fig. 2A dargestellt. Der Akku 109 ist in dieser Position von dem Grundmodul 103 axial beabstandet. Entlang einer Längsachse 201 erstreckt sich also ein Zwischenraum zwischen dem Grundmodul 103 und dem Akku 109.
Ausgehend von der in Fig. 2A dargestellten Anordnung wird der Akku 109 axial, das heißt entlang der Längsachse 201 in Richtung des Grundmoduls 103 verschoben. Dadurch verringert sich der axiale Abstand zwischen dem Akku 109 und dem Grund modul 101. Durch die Verschiebung greifen die Halteelemente 105 formschlüssig in die Führungsnut 111 ein. Eine entsprechende Anordnung ist in Fig. 2B dargestellt.
Der Hebel 113 weist einen Schließhaken 203 auf. Dieser fluchtet in Fig. 2B mit einer Aussparung 205 in dem Akku 209. Die Aussparung 205 wird gebildet durch eine Aussparung in einer Stirnseite des Akkus 109, die von einer Platte 207 teilweise ver schlossen wird. Die Platte 207 lässt eine Mündung der Aussparung 205 frei, die or thogonal zu der Längsachse 201 ausgerichtet ist.
Wird der Hebel 113 geschlossen, greift der Schließhaken 203, wie in Fig. 2C darge stellt, in die Mündung ein. Der Schließhaken 203 ist spiralförmig ausgeformt. Er hat die Form eines Teils einer Spirale, das heißt einer Helix, deren Mittelachse parallel zu der Längsachse 201 verläuft. Dadurch bildet der Schließhaken 203 mit der Platte 207 ein Kurvengetriebe. Eine Schwenkbewegung des Hebels 113 wird durch das Kurvengetriebe in eine Verschiebung des Akkus 109 in Richtung des Grundmoduls 103 umgesetzt. Durch Schließen des Hebels 113 wird der Akku 109 also von dem Schließhaken 203 in Richtung des Grundmoduls 103 gezogen. Fig. 2D zeigt den Hebel 113 in geschlossener Position. Der Schließhaken 203 befin det sich in dieser Position innerhalb der Aussparung 205 ein und fixiert so den Akku 109. Mittels eines Schlosses 209 wird der Hebel 113 in der geschlossenen Position fixiert. Das Schloss 209 schützt den Akku 109 zudem vor unbefugtem Zugriff.
Um toleranzbedingte Maßabweichungen auszugleichen und den Akku 109 klapper frei zu fixieren, ist der Hebel 113 zweiteilig ausgeführt. So besteht der Hebel 113, wie in Fig. 3 dargestellt, aus einem ersten Teil 113a und einem zweiten Teil 113b. Mit dem ersten Teil 113a ist der Hebel 113 verschwenkbar in dem Grundmodul 103 gela gert. Der zweite Teil 113b wiederum ist verschwenkbar in dem ersten Teil 113a gela gert. An dem zweiten Teil 113b ist der Schließhaken 203 angeformt.
Die Verschwenkbarkeit des zweiten Teils 113b in dem ersten Teil 113a wird durch ei nen in Fig. 3 dargestellten Elastomer 301 eingeschränkt. Dieser verbindet den ersten Teil 113a und den zweiten Teil 113b so miteinander, dass eine Verschwenkung des zweiten Teils 113b in dem ersten Teil 113a mit einer elastischen Verformung des Elastomers 301 einhergeht. Insbesondere wird der Elastomer 301 verformt, wenn der Schließhaken 203 vollständig in die Aussparung 205 eingreift und der erste Teil 113a ausgehend von dieser Position des Hebels 113 weiter in seine Endposition ver schwend wird. Durch die Verformung des Elastomers 301 übt dieser ein zwischen dem ersten Teil 113a und dem zweiten Teil 113b wirkendes Moment aus, das den zweiten Teil 113b gegen den Akku 109a, 109b bzw. die Platte 207 verspannt.
Das Grundmodul 103 weist eine elektrische Schnittstelle in Gestalt einer in Fig. 4 dargestellten Steckverbinders 401a auf. Ein Steckverbinder 401b als Gegenstück zu dem Steckverbinder 401a des Grundmoduls 103 befindet sich an der oben genann ten Stirnseite des Akkus 109. Wird der Akku, wie oben beschrieben, in die Fixiervor richtung 101 eingesetzt und mittels des Hebels 113 fixiert, greifen die Steckverbinder 401a, 401b ineinander und stellen so eine elektrische Kontaktierung des Akkus 109a, 109b her.
Das Grundmodul 103 weist darüber hinaus zwei Führungsstifte 403a, 403b auf.
Diese sind ausgebildet, in entsprechende Aussparungen 405a, 405b des Akkus 109 einzugreifen. Die Aussparungen 405a, 405b befinden sich an derselben Stirnseite des Akkus 109 wie der Steckverbinder 401a. Durch den Eingriff der Führungsstifte 403a, 403b in die Aussparungen 405a, 405b werden Bewegungen des Akkus 109 or thogonal zu der Längsachse 201 unterbunden. Derartige Bewegungen können die Steckverbinder 401 a, 401b schädigen.
Ein Führungsstift 403a ist in Längsrichtung, das heißt entlang der Längsachse 201 , beweglich und federbelastet. Durch die Federkraft wirkt der Führungsstift 403a der Schwerkraft des Akkus 109 entgegen. Dies erleichtert das Einsetzen und die Ent nahme des Akkus 109.
Bezugszeichen
101 Fixiervorrichtung
103 Grundmodul
105 Halteelement
107 Schiene
109a Akku
109b Akku
111 Führungsnut
113 Hebel
113a erster Teil des Hebels
113b zweiter Teil des Hebels
201 Längsachse
203 Schließhaken
205 Aussparung
207 Platte
209 Schloss
301 Elastomer
401a Steckverbinder
401b Steckverbinder
403a Führungsstift
403b Führungsstift
405a Aussparung
4005b Aussparung

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung (101) zur Fixierung eines Energiespeichers (109a, 109b) an einem Fahrzeugrahmen, mit einem Grundmodul (103) und einem verschwenkbar in dem Grundmodul (103) gelagerten Hebel (113); wobei der Hebel (103) durch Verschwenkung derart mit dem Energiespeicher (109a, 109b) in Eingriff bringbar ist, dass der Hebel (103) mit dem Energiespeicher (109a, 109b) ein Kurvengetriebe bildet, das eine weitergehende Verschwenkung des Hebels (103) in eine Verschiebung des Energiespeichers (109a, 109b) umwandelt; dadurch ge kennzeichnet, dass die Verschiebung in Richtung des Grundmoduls (103) erfolgt.
2. Anordnung (101) nach Anspruch 1 ; dadurch gekennzeichnet, dass das Grundmodul (103) einen oder mehrere elektrische Kontakte (401a) zur Kontak tierung des Energiespeichers (109a, 109b) aufweist.
3. Anordnung (101) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte (401a) so positioniert sind, dass sie durch die Verschiebung mit jeweils einem elektrischen Kontakt (401b) des Energiespeichers (109a, 109b) kontaktiert werden.
4. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekenn zeichnet, dass das Grundmodul (103) einen oder mehrere federbelastete Stifte (403a) aufweist, die durch die Verschiebung gegen den Energiespeicher (109a, 109b) verspannt werden.
5. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet, durch ein oder mehrere Halteelemente (105), die durch die Verschiebung formschlüssig mit dem Energiespeicher (109a, 109b) in Eingriff kommen und/oder sich während der Verschiebung formschlüssig mit dem Energiespeicher (109a, 109b) in Eingriff befin den.
6. Anordnung (101) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Halteelemente (105) mit dem Grundmodul (103) eine bauliche Einheit (103, 105, 107) bilden.
7. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekenn zeichnet, dass die Richtung der Verschiebung und eine Längsachse eine Rohrs des Fahrzeugrah mens parallel zueinander ausgerichtet sind.
8. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekenn zeichnet, dass eine Achse, um welche die Verschwenkung des Hebels (113) erfolgt, und die Rich tung der Verschiebung orthogonal zueinander ausgerichtet sind.
9. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekenn zeichnet, dass der Hebel (113) eine Führungsfläche ausbildet, die an einer Gegenfläche des Ener giespeichers (109a, 109b) zur Anlage kommt, wenn der Hebel (113) mit dem Ener giespeicher (109a, 109b) in Eingriff gebracht wird, und die bei der weitergehenden Verschwenkung des Hebels (113) an der Gegenfläche abgleitet.
10. Anordnung (101) nach dem vorherigen Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche eine Ebene, die parallel zu der Richtung der Verschiebung aus gerichtet ist und durch die Gegenfläche verläuft, in Abhängigkeit eines Schwenkwin kels des Hebels (113) in unterschiedlichen axialen Positionen schneidet.
11. Anordnung (101) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsfläche spiralförmig verläuft.
12. Anordnung (101) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil (203) des Hebels (113) spiralförmig verläuft; wobei der Teil (203) der die Führungsfläche ausbildet.
13. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekenn zeichnet, dass der Hebel (113) einen ersten Teil (113a) und einen zweiten Teil (113b) aufweist; wo bei der Hebel (113) mit dem ersten Teil (113a) verschwenkbar in dem Grundmodul (103) gelagert ist; wobei der zweite Teil (113b) verschwenkbar in dem ersten Teil (113a) gelagert und mit dem Energiespeicher (109a, 109b) in Eingriff bringbar ist.
14. Anordnung (101) nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (113) ein Federelement (301 ) aufweist, das mit dem ersten Teil (113a) und dem zweiten Teil (103b) wirkverbunden ist, und das ausgebildet ist, den zweiten Teil (113b) bei der weitergehenden Verschwenkung des Hebels (113) gegen den Ener giespeicher (109a, 109b) zu verspannen.
15. Anordnung (101) nach dem vorhergehenden Anspruch; gekennzeichnet durch ein Fixiermittel (209), das ausgebildet ist, den ersten Teil (113a) in einer Position zu fixieren, die der erste Teil (113a) einnimmt, wenn der zweite Teil (113b) gegen den Energiespeicher (109a, 109b) verspannt ist.
16. Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekenn zeichnet, dass der Hebel (109) ausgebildet ist, durch die Verschwenkung in eine Aussparung des Energiespeichers (109a, 109b) einzugreifen.
17. Energiespeicher (109a, 109b), der ausgebildet ist, mittels einer Anordnung (101) nach einem der vorhergehenden Ansprüche fixiert zu werden.
18. Energiespeicher (109a, 109b), der ausgebildet ist, mittels einer Anordnung (101) nach einem der Ansprüche 16 oder 17 fixiert zu werden; gekennzeichnet durch eine an einer Stirnseite des Energiespeichers (109a, 109b) angebrachte Platte (207), die einen Teil der Aussparung abdeckt.
19. Energiespeicher (109a, 109b) nach dem vorhergehenden Anspruch, der ausge bildet ist, mittels einer Anordnung (101) nach einem der Ansprüche 16 oder 17 unter Rückbezug auf Anspruch 9 fixiert zu werden; dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (207) die Gegenfläche bildet.
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