用于锁定蓄电池组的锁定装置
文献发布时间:2024-04-18 19:48:15
背景技术
在DE 20 2013 008 187 U1中描述了一种具有用于接收能量供给单元的长形切口的自行车车架。
发明内容
本发明尤其涉及一种系统,该系统具有蓄电池组和连接装置,其中,连接装置构造为用于将蓄电池组与能够电驱动的运输工具可松开地连接,其中,连接装置具有锁定装置,该锁定装置构造为用于将蓄电池组与连接装置锁定,其中,锁定装置具有用于将锁定装置与蓄电池组可松开连接的蓄电池组接口以及具有用于将锁定装置与能够电驱动的运输工具连接的用电器接口,其中,连接装置具有导向装置,该导向装置构造为用于引导蓄电池组。本发明提出,锁定装置具有壳体,该壳体构造为,使得其能够以至少两种不同的配置与导向装置连接。有利地,由此能够实现蓄电池组与运输工具的优化连接和/或集成。
连接装置优选构造或设置为用于单级锁定。“单级锁定系统”在此应被理解为,解锁能通过用户的单次操纵、例如按下按钮或开锁实现。然而也可以考虑,连接装置构造或设置为用于两级锁定。“两级锁定”在此应被理解为,解锁仅能通过用户的两个或至少两个分开的操纵实现。例如,开锁作为第一操纵,而操纵另一按钮作为第二操纵。有利地,通过两级或多级锁定系统能可以确保,用户始终具有对蓄电池组的控制。
蓄电池组具有蓄电池组壳体,在该蓄电池组壳体中布置有至少一个蓄电池单体。蓄电池单体能构造为原电池,该原电池具有以下结构:在该结构中,一个单体极位于一个端部上并且另一单体极位于相对置的端部上。尤其,蓄电池单体在一个端部上具有正单体极并且在相对置的端部上具有负单体极。蓄电池单体优选构造为镍镉蓄电池单体或镍氢蓄电池单体、特别优选地构造为锂基蓄电池单体或者说锂离子蓄电池单体。蓄电池组的蓄电池电压通常是单个蓄电池单体的电压的多倍并且由蓄电池单体的连接(并联或者串联)得出。同样可以考虑,蓄电池单体构造为棱柱形单体或袋状单体。因此,在具有3.6V电压的常见蓄电池单体的情况下产生3.6V、7.2V、10.8V、14.4V、18V、36V、54V、108V等的示例性蓄电池电压。优选地,蓄电池单体构造为至少基本上柱形的圆单体,其中,单体极布置在圆柱形的端部上。蓄电池组壳体尤其构造为外壳体。蓄电池组壳体可以具有一个或多个壳体部件。所述壳体部件力锁合、形状锁合和/或材料锁合地相互连接。蓄电池组优选构造为可更换蓄电池组。蓄电池组优选构造为集成的蓄电池组,该集成的蓄电池组在与运输工具连接的状态下部分或完全布置在运输工具的壳体或框架中。替代地也可以考虑,蓄电池组构造为,使得蓄电池组能够在外部安装在运输工具的壳体或框架上。
连接装置尤其构造为用于将蓄电池组与运输工具的壳体或框架可松开地连接。连接装置可以部分地或完全布置在运输工具的壳体或框架中。然而也可以考虑,连接装置、尤其锁定装置部分地或完全布置在运输工具的壳体或框架的外侧上。
能够电驱动的运输工具优选构造为电动自行车。替代地也可以考虑,运输工具构造为电动滑板车、电动推车、轮椅、高尔夫球车、赛格威(Segway)等。运输工具包括驱动单元,该驱动单元包括电动马达,其中,蓄电池组在连接状态下给电动马达供给能量。运输工具包括至少一个轮、优选至少两个轮,其中,电动马达的驱动运动被传递到至少一个轮上。运输工具包括控制单元,该控制单元构造为用于控制和/或调节运输工具、尤其驱动单元。此外,运输工具优选包括HMI(人机设备,Human-Machine-Device),其中,HMI具有用于显示信息的屏幕单元以及用于调设HMI和/或运输工具的操作单元。HMI尤其构造为充电状态显示器,通过该充电状态显示器能够显示蓄电池组在连接状态和/或未连接状态下的充电状态。构造为电动自行车的运输工具具有框架。传感器、控制单元、驱动单元、连接装置和/或蓄电池组可以完全或部分地布置在该框架中。运输工具的壳体或者说框架优选主要或全部由金属和/或纤维增强塑料构成。
蓄电池组接口优选构造为,使得蓄电池组能够通过线性运动和/或转动运动与锁定装置相对彼此连接。因此有利地,蓄电池组可以不但通过滑动运动而且通过枢转运动与运输工具连接。
导向装置优选构造为线性导向装置,其中,蓄电池组在与导向装置连接、但不与锁定装置连接的状态下具有一个唯一的线性自由度。导向装置包括优选至少一个导轨和/或至少一个导向槽,所述至少一个导轨和/或至少一个导向槽能够与蓄电池组的对应的导向槽和/或导轨连接。在本发明的一个替代的实施方式中也可以考虑,用电器接口或连接装置不具有导向装置。
锁定装置的壳体可以由金属和/或塑料构成。壳体可以一件式或多件式地构造。在本申请的上下文中,“一件式”尤其应理解为相互材料锁合地连接的单个构件或多个构件。锁定装置的壳体优选两件式地构造,其中,第一壳体部件与第二壳体部件通过力锁合和/或形状锁合的连接、尤其通过卡锁连接相互连接。蓄电池组接口部分地或完全布置在锁定装置的壳体中。优选地,蓄电池组接口的可运动构件支承在锁定装置的壳体中。壳体具有构造为用于接收蓄电池组的开口。锁定装置与导向装置的连接可以通过材料锁合或通过力锁合和/或形状锁合实现。
在本申请的上下文中,“至少两种不同的配置”尤其应理解为,导向装置能够在锁定装置的壳体的两个不同的位置处与该壳体连接。有利地,由此蓄电池组接口相对于导向装置的相对布置改变,这提供了在集成到运输工具中的集成方面或蓄电池组的构型和布置方面的附加选项。
此外提出,锁定装置的壳体包括具有至少一个第一连接元件的第一侧和具有至少一个第二连接元件的第二侧,所述第一连接元件构造为用于将锁定装置与导向装置连接,所述第二连接元件用于将锁定装置与导向装置连接。有利地,通过该措施可以将相同的壳体用于不同的配置。壳体可以具有多个第一连接元件,所述第一连接元件基本上相同或不同地构造。壳体还可以具有多个第二连接元件,所述第二连接元件基本上相同或不同地构造。尤其,第一侧的连接元件与第二侧的连接元件的区别基本上不在于构型,而是仅在于在锁定装置的壳体上的定位。第一侧和第二侧尤其构造为外侧。优选地,壳体构造为使得仅第一侧或仅第二侧能够与导向装置连接。
进一步提出,沿着蓄电池组的连接方向观察,第二侧的至少一个连接元件布置成关于第一侧的至少一个连接元件扭转了角度X。角度X优选地基本上为30°、60°、90°或这些值的数倍。有利地,由此可以实现最优的布置。
此外提出,锁定装置的壳体的第一侧和第二侧彼此间隔开地布置、尤其彼此邻接。优选地,壳体的第一侧和第二侧具有共同的棱边。该共同的棱边可以笔直或弯曲地延伸。
此外提出,蓄电池组接口至少部分地布置在锁定装置的壳体内。
进一步提出,蓄电池组具有蓄电池组壳体,其中,蓄电池组壳体与至少一个适配器元件连接。有利地,蓄电池组壳体可以通过适配器元件适配于锁定装置的配置。适配器元件可以与蓄电池组壳体一件式或一体地构造。在本申请的上下文中,“一体地”应理解为一个唯一构件,该构件不由材料锁合、力锁合和/或力锁合地相互连接的部件构成。适配器元件优选材料锁合或力锁合和/或形状锁合地与蓄电池组壳体连接。优选地,该连接通过螺纹连接实现。适配器元件可以例如由塑料和/或金属构造。尤其,适配器元件构造为混合构件,该混合构件例如包括具有板材插入件的塑料件。进一步可以考虑,适配器元件具有金属轨和由塑料构成的连接元件。适配器元件可以构造为,使得其能够以关于蓄电池单体的不同取向与蓄电池组连接。也可以考虑,适配器元件设置为用于锁定装置的特定配置,并且,另一适配器元件设置为用于另一种配置。
此外提出,适配器元件具有导向单元,该导向单元构造为,使得适配器元件能够在连接蓄电池组时被带入到与导向装置的接合中,用于轴向引导蓄电池组。有利地,由此可以提供蓄电池组与运输工具的最优连接。导向单元优选与适配器元件一件式或一体地连接。尤其,适配器元件具有至少一个导向槽,该导向槽与导向装置的导轨对应。优选地,蓄电池组具有两个安装在蓄电池组壳体的端侧上的适配器元件。
此外提出,适配器元件具有用于与锁定装置、尤其与锁定装置的蓄电池组接口连接的连接单元,用于轴向地固定蓄电池组。有利地,连接单元的位置由此可以适配于该配置。
进一步提出,系统具有另一适配器元件,用于与蓄电池组替代地连接,其中,所述另一适配器元件具有关于适配器元件的导向单元和连接单元扭转了角度X的导向单元和连接单元。有利地,所述另一适配器元件由此可以最优地适配于第二配置。
此外提出,导向装置能够与运输工具的壳体、尤其框架连接。该连接可以材料锁合或力锁合和/或形状锁合地实现。优选地,该连接通过拧紧实现。
此外提出,锁定装置与导向装置的连接通过两级过程实现,其中,在第一级中进行锁定装置关于导向装置的第一相对运动,并且在第二级中进行锁定装置关于导向方向的第二相对运动,其中,第一相对运动与第二相对运动交叉。相对运动可以是平移和/或旋转的相对运动。有利地,由此可以取消螺钉,由此能够实现节省空间且轻量的设计。
本发明涉及一种用于将蓄电池组与用电器锁定的锁定装置,该锁定装置具有蓄电池组接口,用于将锁定装置与蓄电池组沿着连接方向可松开地连接,其中,蓄电池组接口具有接收部和至少一个可运动地支承的锁定元件,蓄电池组在连接状态下至少部分地布置在该接收部中。本发明提出,锁定元件构造成在未连接状态下始终可运动和/或在连接状态下以与连接方向相反的力被预紧。有利地,由此能够优化对于用户的连接过程。
用电器优选构造为能够电驱动的运输工具、优选构造为电动自行车。锁定装置优选配属于用电器。然而也可以考虑,锁定装置配属于蓄电池组。
可运动地支承的锁定元件可以由塑料和/或金属构造。锁定元件可以区域增强地构造,例如通过金属插入件增强,以便抵抗磨损。锁定装置可以具有一个或多个锁定元件。可运动地支承的锁定元件构造为用于在连接状态下尤其轴向地固定蓄电池组。在固定状态下,蓄电池组优选直接被锁定元件保持。因此,锁定元件在固定状态下接触蓄电池组。在固定状态下,蓄电池组尤其基本上无间隙地连接。优选地,蓄电池组在固定状态下被锁定元件保持。附加地可以考虑,锁定元件具有阻尼元件、例如橡胶缓冲器。
“始终可运动”在该状态下应理解为,锁定元件在未连接的状态下不被固定或者说不能被固定。因此可以确保,蓄电池组和用电器之间的连接始终是可能的。
在连接或者说固定的状态下与连接方向相反地预紧锁定元件的力优选构造为,使得通过固定的松开,蓄电池组自主地、即无需用户拉动地从接收部中被推出。蓄电池组通过该力而运动的路径的长度在此优选相应于接收部沿着连接方向的长度的至少一半。
此外提出,锁定元件绕着锁定轴线可枢转地支承。替代地或附加地也可以考虑,锁定元件线性可运动地构造。
此外提出,锁定元件借助至少一个第一复位元件被加载以与连接方向相反的力。复位元件优选构造为弹簧元件。弹簧元件例如可以构造为环形弹簧、螺旋弹簧、螺旋扭力弹簧等。弹簧元件可以由塑料和/或金属构造。
进一步提出,第一复位元件直接与锁定元件连接。尤其,复位元件与锁定元件可运动或刚性地连接。
此外提出,锁定装置具有可运动地支承的闭锁元件,其中,闭锁元件构造为用于在至少一个状态下闭锁锁定元件。有利地,通过闭锁元件可以实现安全地固定锁定元件。闭锁元件构造为,使得闭锁元件在固定状态下闭锁锁定元件,在该固定状态下,闭锁元件尤其被预紧。尤其地,闭锁元件在固定状态下直接贴靠在锁定元件上,使得闭锁元件接触锁定元件。
此外提出,闭锁元件绕着闭锁轴线可枢转地支承。闭锁轴线优选平行于锁定轴线地构造。替代地也可以考虑,闭锁轴线和锁定轴线构造成交叉的或以相对彼此成90°的取向构造。同样可以考虑,闭锁元件线性可运动地构造。
进一步提出,闭锁元件借助至少一个第二复位元件朝锁定元件的方向被加载以力。第二复位元件优选构造为弹簧元件,弹簧元件可以例如构造为环形弹簧、螺旋弹簧、螺旋扭力弹簧等。弹簧元件可以由塑料和/或金属构造。
此外提出,锁定装置具有可运动地支承的释放元件,其中,释放元件构造成能手动操纵,其中,释放元件构造为用于使闭锁元件从闭锁位置运动到释放位置中。在闭锁元件的闭锁位置中,通过锁定元件可以固定蓄电池组。在闭锁元件的释放位置中,无法固定蓄电池组或者说固定被松开并且蓄电池组至少部分地从接收部中被推出。释放元件和闭锁元件优选构造为相对彼此可运动。
此外提出,闭锁元件如此被第二复位元件加载以力,使得释放元件在未操纵状态下被置于起始位置中。有利地,由此可以确保,锁定元件在未固定的状态下始终可运动。替代地或附加地,同样可以考虑,锁定装置具有附加的复位元件,该附加的复位元件设置为用于使释放元件自动复位到起始位置中。优选,复位元件构造成使得复位元件始终贴靠在闭锁元件上。
进一步提出,复位元件构造为,使得锁定元件在操纵释放元件时被置于解锁位置中,其中,蓄电池组在解锁位置中部分地、优选大部分地从接收部中被推出。有利地,由此可以简单地取出蓄电池组。
此外提出,复位元件构造为,使得蓄电池组始终被置于同一解锁位置中。例如,锁定装置的壳体可以具有止挡,锁定元件在解锁状态下贴靠在该止挡上,并且因此,蓄电池组的弹出运动被锁定元件阻止。
此外提出,锁定元件具有操纵区域,其中,操纵区域在未锁定状态下能被蓄电池组加载,并且在锁定状态下贴靠在闭锁元件上,使得闭锁锁定元件在至少一个方向上的运动。优选地,锁定元件的运动在闭锁或者说固定的状态下沿两个方向被闭锁。
进一步提出,锁定元件构造为,使得该锁定元件具有固定区域,其中,固定区域与操纵区域相邻地布置,其中,锁定元件构造为,使得蓄电池组在连接过程期间能够从操纵区域被引导到固定区域中。操纵区域和固定区域彼此相邻地构造。尤其,操纵区域直接过渡到固定区域中,使得蓄电池组在过渡时贴靠在两个区域上。操纵区域优选构造为平坦面。操纵区域构造成能被蓄电池组的操纵元件或者说连接元件加载。在此,操纵区域尤其是蓄电池组在连接过程中所贴靠的第一区域和最后区域,固定区域可以构造为平坦面或弯曲面。优选地,固定区域的形状适配于蓄电池组的形状、尤其蓄电池组的操纵元件的形状。
此外,本发明尤其涉及一种用于使蓄电池组与用电器锁定的锁定装置,该锁定装置具有壳体和蓄电池组接口,所述蓄电池组接口用于使锁定装置与蓄电池组沿着连接方向可松开地连接,其中,蓄电池组接口具有至少一个可运动地支承的锁定元件和可运动地支承的闭锁元件,其中,闭锁元件构造为用于在至少一个状态下闭锁锁定元件。本发明提出,闭锁元件具有至少两个、尤其三个作用点,在所述作用点上为了解锁锁定元件而能够施加力到闭锁元件上。有利地,由此可以以不同方式松开蓄电池组的固定。
闭锁元件可以一体地、一件式或多件式地构造。作用点尤其构造为闭锁元件的外表面上的区域。作用点彼此间隔开地布置。作用点关于闭锁元件的闭锁轴线优选布置在闭锁元件的端部区域中,以便产生尽可能大的杠杆作用。尤其,闭锁元件具有至少两个作用点,所述至少两个作用点的间距大于最远的作用点与闭锁轴线的距离。
此外提出,锁定装置具有可运动地支承的释放元件,其中,释放元件构造为能手动操纵的,其中,释放元件构造为用于使闭锁元件从闭锁位置运动到释放位置中。释放元件可以构造为能直接手动操纵或能间接手动操纵的。在本申请的上下文中,“能直接手动操纵的释放元件”尤其应理解为一种释放元件,该释放元件与操纵按键机械耦合,使得由用户施加力用于操纵释放元件。在此,力作用可以直接作用到释放元件上或通过一个或多个与该释放元件机械耦合的构件实现。在本申请的上下文中,“能间接手动操纵的释放元件”尤其应理解为一种释放元件,该释放元件与促动器机械耦合。促动器可以机械、机电、磁性等地构造。促动器例如能够通过操纵按键操控。操纵按键可以与电子开关连接。替代地也可以考虑,促动器能够通过计算机设备、例如智能手机或智能手表或通过RFID发射器控制。
此外提出,释放元件与锁单元连接或耦合。锁单元可以构造为机械锁,其中,借助配属的钥匙能够操纵锁并且与锁机械耦合的释放元件能够运动。替代地,锁单元可以构造为电子锁。电子锁例如可以具有通信接口,借助该通信接口可以通过蓝牙、WLAN、移动无线电网络、RFID等无线地传输数据。因此,电子锁可以通过外部的计算机设备控制、尤其被开锁和/或锁定。替代地或附加地也可以考虑,电子锁具有指纹传感器、面部识别装置或用于输入解锁码的可能性。
此外提出,锁定装置具有壳体,锁单元能够以第一定向或第二定向布置在所述壳体中。有利地,由此可以部分地独立于锁定装置的配置定位锁单元。
进一步提出,闭锁元件构造为能够通过与锁单元耦合的释放元件在第一定向中和在第二定向中在不同作用点上被加载。有利地,由此可以始终实现闭锁元件的最优操纵。
此外提出,作用点彼此间隔开地布置。尤其,作用点布置在不同的平面上。这些平面在此相对于闭锁轴线和/或锁定轴线正交地延伸。
此外提出,锁单元在第一定向中基本上直接与锁定装置的壳体连接,而在第二定向中通过适配器壳体与锁定装置的壳体连接。有利地,由此可以实现锁单元的安全布置。适配器壳体在安装过程中被插入到锁定装置的壳体中。适配器壳体优选与锁定装置的壳体力锁合和/或形状锁合地连接。
进一步提出,锁定装置在第二定向中具有传递元件,该传递元件将释放元件的运动传递到闭锁元件上。尤其,传递元件构造为,使得释放元件绕着释放轴线的转动运动被转换成闭锁元件绕着闭锁轴线的转动运动,其中,释放轴线与闭锁轴线交叉、尤其基本上垂直地布置。替代地也可以考虑,释放元件的转动运动被传递为闭锁元件的线性运动。
此外提出,第一作用点布置在闭锁元件的与第二和/或第三作用点对置的一侧上。有利地,通过附加的作用点可以提供用于操纵闭锁元件的另一可能性。锁定尤其构造为,使得闭锁元件在锁单元的第一定向中具有第一和第二作用点,而在锁单元的第二定向中具有第一作用点和第三作用点。因此,锁定装置具有一个与锁单元的定向相关的作用点和一个与锁单元的定向无关的作用点。
此外提出,第一作用点与锁定装置的壳体中的槽口相邻地布置,第一作用点可以构造成能够通过另一锁单元操纵。例如,锁定装置因此可以具有机械锁和电子锁。优选地,第一作用点构造成能够通过工具操控,例如通过被用户使用的销钉,以便将力作用到闭锁元件上。有利地,对于特别有利且轻量的实施方式,由此可以取消锁单元。
进一步提出,锁定装置布置在电动自行车的框架中,其中,锁单元具有第一操作区域,该第一操作区域不但能在第一定向中而且能在第二定向中侧向地布置在框架上。有利地,与连接装置的安装无关地可以始终确保,对于用户能够实现舒适的侧向操作。第一操作区域构造为,使得其从外部对于用户能够接近和操纵。
此外提出,框架具有与锁定装置的壳体的槽口相邻布置并且形成第二操作区域的槽口。尤其,通过框架中的槽口和锁定装置的壳体中的槽口形成用于工具的通道。有利地,由此可以提供用于操纵闭锁元件的附加的可能性。在此,通过第一操作区域对闭锁元件的操纵借助释放元件进行,而通过第二操作区域对闭锁元件的操纵在没有释放元件的情况下进行。
此外提出,第一操作区域和第二操作区域彼此对置地或相对彼此错开90°地布置。通过该措施可以实现操作区域的特别有利的布置。
附图说明
另外的优点由以下附图说明中得出。附图、说明书和权利要求包含以组合形式的多个特征。本领域技术人员还将符合目的地单独考虑这些特征并将它们组合成有意义的另外的组合。替代的实施方式或构件用相同的附图标记和附加字母来描述。
附图示出了:
图1:具有根据本发明的连接装置的运输工具的示意图;
图2a-e:根据本发明的连接装置的不同布置和配置的示意图;
图3a:在第一配置中的连接装置的立体视图;
图3b:在第二配置中的连接装置的立体视图;
图4a、b:用于第一配置的适配器元件的立体视图;
图5a、b:用于第二配置的适配器元件的立体视图;
图6:用于连接装置的蓄电池组的立体视图;
图7a、b:连接装置的导向装置的立体视图;
图8a:具有适配器壳体的连接装置的锁定装置的立体视图;
图8b:不具有适配器壳体的连接装置的锁定装置的立体视图;
图9a:在未连接状态下的在第二配置中的锁定装置的俯视图;
图9b:在未连接状态下的在第二配置中的锁定装置的部分立体视图;
图9c:在锁定或者说固定状态下的在第二配置中的锁定装置的俯视图;
图9d:在解锁状态下的在第二配置中的锁定装置的俯视图;
图10a:在未连接状态下的在第一配置中的锁定装置的俯视图;
图10b:在未连接状态下的在第一配置中的锁定装置的部分立体视图。
具体实施方式
在图1中,在示意性侧视图中示出具有根据本发明的连接装置100的用电器10。用电器构造为电驱动的运输工具12、尤其是电动自行车14。电动自行车14例如可以构造为助力自行车或电动脚踏车。
用电器10具有呈框架18或者说自行车车架形式的壳体16。两个车轮20与框架18连接。此外,用电器10具有驱动单元22,该驱动单元包括电动马达或者说辅助马达。电动马达优选构造为永磁体励磁的无刷直流电动马达。电动马达示例性地构造为中置马达,其中,也可以考虑轮毂马达等。
驱动单元22包括(未示出的)控制单元,该控制单元构造为用于控制或调节电动自行车14、尤其是电动马达。电动自行车14具有(未示出的)脚踏曲柄。该脚踏曲柄具有(未示出的)脚踏曲柄轴。
控制单元和驱动单元22连同电动马达和脚踏曲柄轴布置在与框架连接的(未示出的)驱动器壳体中。电动马达的驱动运动优选经由(未示出的)传动装置被传递到脚踏曲柄轴上,其中,通过驱动单元22提供的辅助的大小借助控制单元控制或调节。
用电器10与蓄电池组300电连接和机械连接,该蓄电池组构造为用于向驱动单元22供给能量。连接通过连接装置100实现。蓄电池组300构造为可更换蓄电池组302。框架18具有(未示出的)开口,蓄电池组300能够通过该开口被推入或枢转到框架18中。该开口在连接状态下通过蓄电池组壳体304封闭。替代地也可以考虑,框架18本身封闭开口或通过覆盖件封闭。
连接装置100具有锁定装置102,该锁定装置构造为用于锁定蓄电池组300与连接装置100。此外,连接装置100包括导向装置104,该导向装置构造为用于在与电动自行车14连接期间导向蓄电池组300。锁定装置102和导向装置104例如完全布置在电动自行车14的框架18中。
连接装置100模块化地构造,使得蓄电池组300能够以不同取向与电动自行车14连接。在图2a至c中,蓄电池组300以水平取向接收在框架18中,其中,导向装置104由于模块化结构可以布置在框架18的不同位置上。图2a至c中的电动自行车14可以是三种不同的电动自行车或同一电动自行车14,其中,在同一电动自行车14的情况下,连接装置100必须被重新装配。
在图2d至e中,蓄电池组300以竖直取向接收在框架18中,其中,导向装置104由于模块化结构可以布置在框架18的不同位置上。图2d至e中的电动自行车14a可以是两种不同的电动自行车或同一电动自行车14a,其中,在同一电动自行车14a的情况下,连接装置100必须被重新装配。根据图2a至c的电动自行车14与电动自行车14a的不同之处在于框架18a的几何形状。
在图3a中以立体视图示出具有连接的蓄电池组300的连接装置100。连接装置100模块化地构造,使得不但蓄电池组300而且锁定装置102可以关于导向装置104以不同取向或者说配置布置。在图3a中,蓄电池组300布置在竖直位置中。根据图3a的连接装置100和蓄电池组300例如装入到根据图2d至e的电动自行车14中。
锁定装置102具有壳体106,该壳体与导向装置104、尤其是导向装置104的装配模块107连接。锁定装置102的壳体106例如由塑料构成。锁定装置102的壳体106例如两件式地构造,其中,第一壳体部件108与第二壳体部件110力锁合和形状锁合地连接。在该竖直位置中,仅第二壳体部件110与装配模块107力锁合和形状锁合地连接。
锁定装置102具有插头单元114,该插头单元具有至少一个、例如两个连接部116,用于与(未示出的)插头连接。通过插头单元114,蓄电池组300能够与电动自行车14的控制单元和/或(未示出的)充电连接部连接。通过充电连接部,蓄电池组300构造为在与电动自行车14连接的状态下能充电。插头单元114接收在锁定装置102的壳体106中。尤其,插头单元114浮动地支承在壳体106中。尤其,插头单元114如此支承在壳体106中,使得插头单元114垂直于插入方向是可运动的。有利地,由此可以确保,在插头单元114插入之后没有力被传递。
蓄电池组300经由蓄电池组接口118(参见图9a)与锁定装置102连接或者说轴向地固定。此外,蓄电池组300具有导向单元306,该导向单元306构造成与连接装置100的导向装置104对应。导向单元306配属于在端侧与蓄电池组300、尤其是蓄电池组壳体304连接的第一适配器元件308和第二适配器元件309。该连接例如通过螺纹连接实现。第一适配器元件308布置在蓄电池组300的面向锁定装置102的一侧上。第二适配器元件309布置在蓄电池组300的背离锁定装置102的一侧上。尤其,第一适配器元件308与第二适配器元件309的间距以及各导向单元306的间距基本上相应于蓄电池组300的长度。
在图3b中以立体视图示出具有蓄电池组300的连接装置100,其中,蓄电池组300布置在水平位置中。根据图3b的连接装置100和蓄电池组300例如装入在根据图2a的电动自行车14中。根据图3a和图3b的锁定装置102可以是相同的或同一个。
在水平位置中,第一壳体部件108和第二壳体部件110与装配模块107力锁合和/或形状锁合地连接。
根据图3a的蓄电池组300和根据图3b的蓄电池组300基本上相同地构造并且尤其区别仅在于适配器元件308a、309a。因此,具有相同蓄电池组壳体304的蓄电池组300可以通过选择适配器元件308a、309a而适配于水平或竖直位置。
因此,在竖直取向中(图3a)的整个系统比在水平取向中(图3b)的整个系统具有更大的高度和更小的宽度。
在图4a中以立体视图示出第一适配器元件308。第一适配器元件308例如一体地构造。第一适配器元件308具有基体310,该基体具有例如圆柱形的槽口312,该槽口设置为用于将连接装置100的插头单元114与蓄电池组300的对应插头314连接。
适配器元件308的导向单元306包括一对导轨316,其与一对导向槽318相邻地布置。两个导轨316例如向内指向,然而,替代地或附加地也可以考虑,导轨316向外指向。导向单元306尤其构造为用于接收T形的导轨。导向单元306从槽口312出发基本上线性地沿第一方向延伸。
此外,第一适配器元件308包括连接单元320,该连接单元构造为用于将蓄电池组300与锁定装置102连接。连接单元320从槽口312出发沿与第一方向相反的第二方向延伸。连接单元320包括连接元件322,该连接元件例如基本上柱形地构造。连接元件322通过布置在端侧的两个臂324与基体310连接。
此外,基体310包括四个螺钉座326,所述螺钉座设置为用于将适配器元件308与蓄电池组壳体304拧紧。
在图4b中以立体视图示出第二适配器元件309。第二适配器元件309基本上相应于第一适配器元件308,其中,第二适配器元件309不具有连接单元。第二适配器元件309包括具有四个螺钉座330的基体328和与一对导向槽334相邻布置的一对导轨332。此外,基体328包括构造得比第一适配器元件308的槽口312更大的槽口336。槽口336尤其设置为用于蓄电池组300的(未示出的)阀。第二适配器元件309例如一体地构造。
在图5a中以立体视图示出用于水平取向的第一适配器元件308a。
用于水平取向的第一适配器元件308a和用于竖直取向的第一适配器元件308基本上具有相同的功能和技术特征。用于水平取向的第一适配器元件308a的不同之处尤其在于连接单元320a关于导向单元306a的相对定位,该相对定位与用于竖直取向的第一适配器元件308相比旋转了90°的角度。例如,螺钉座326的定位也旋转了90°的角度。
在图5b中以立体视图示出用于水平取向的第二适配器元件309a。第二适配器元件309a基本上具有与用于竖直取向的第二适配器元件309相同的功能和技术特征。唯一区别是螺钉座330a的可选的不同布置以及与此相关的在基体328a上的变化。
在图6中示出蓄电池组300的立体视图。蓄电池组300例如具有(未示出的)布置在(未示出的)单体支架中的20个蓄电池单体。单体支架例如完全布置在蓄电池组壳体304中。然而也可以考虑,单体支架部分地或完全构成蓄电池组壳体304。蓄电池组壳体304构造为外壳体。因此,蓄电池组300例如构造为具有400Wh的容量的36V蓄电池组。
在蓄电池组壳体304中还布置有(未示出的)电子器件,该电子器件包括(未示出的)电路板。电子器件包括构造为用于控制和/或调节蓄电池组300的BMS(电池管理系统)。电路板与蓄电池单体连接,用于监控各个单体电压。
蓄电池组壳体304具有第一端板344和第二端板348,所述第一端板封闭在插头侧346上的开口,所述第二端板封闭在阀侧350上的开口。端板344、348与蓄电池组壳体304的基体352连接。蓄电池组壳体304的基体352具有基本上空心柱形的形状,该形状适配于蓄电池单体或者说单体支架。
蓄电池组300的电子器件与插头314连接用于电接触。
端板344、348具有形状锁合和旋拧点354,适配器元件308、308a、309、309a能够通过所述形状锁合和旋拧点与端板344、348连接。
在图7a中以立体视图示出导向装置104。
导向装置104包括导向元件120,该导向元件优选由金属构成。导向元件120具有两个彼此间隔开的导向区域122,在所述导向区域中,蓄电池组300尤其能够借助适配器元件308、308a、309、309a被导向。也可以考虑,导向元件具有多个导向区域或仅具有一个导向区域。
导向区域122基本上相同地构造并且具有两个相对置的导轨124,所述导轨与蓄电池组300的导向单元306的导向槽对应地构造。替代地也可以考虑,导向区域122不同地构造。有利地,由此可以节省结构空间、尤其是结构高度。
导向装置104包括例如两个紧固单元126,所述紧固单元构造为用于将连接装置100、尤其是导向装置104紧固在电动自行车14的框架18上。紧固单元126优选布置在导向区域122中。紧固单元126例如构造为用于通过螺纹连接进行紧固。例如,紧固单元126构造为,使得能够实现从两侧拧紧。在图7中例如示出借助各一个螺钉128从内部拧紧,该螺钉设置为用于与电动自行车14的框架18中的未示出的螺纹连接。紧固单元126具有长形孔127,通过该长形孔可以进行公差补偿。
替代地也可以考虑,如在图7b中示出的那样,紧固单元126具有例如呈四角螺母形式的螺纹130并且与导向元件120连接。这例如通过保持元件132实现,该保持元件通过两个形状锁合元件134与导向元件120连接,其中,螺纹130夹紧在导向元件120和保持元件132之间。有利地,由此也可以实现从外部拧紧。
装配模块107由塑料构成并且通过未示出的螺纹连接与金属的导向元件120连接。
装配模块107具有装配元件134、136、138、140,所述装配元件构造为用于将导向装置104、尤其装配模块107与锁定装置102连接。
装配模块107具有第一装配元件134,该第一装配元件例如构造为刚性的钩并且例如布置在装配模块的角部上。
此外,装配模块107具有第二装配元件136,该第二装配元件例如构造为导向接片。导向接片在此沿着导向装置104的纵向延伸部延伸。装配模块107具有底部109。导向接片布置在该底部上并且构造为该底部中的增高部。
此外,装配模块107具有第三装配元件138,该第三装配元件例如构造为弹动式卡锁臂。装配模块107包括嵌入到底部109中的两个弹动式卡锁臂。
作为第四装配元件140,装配模块107具有横向接片,该横向接片例如与导向接片交叉并且在至少一个方向上限制锁定装置102的相对运动。
例如,装配模块一体地构造,并且所有装配元件134、136、138、140也与装配模块107一体地构造。
在图8a中以立体视图示出锁定装置102。根据图8的锁定装置102设置为用于在水平和/或竖直取向上连接蓄电池组。
锁定装置102、尤其是锁定装置102的壳体106具有第一侧142和第二侧144。
在第一配置143中,锁定装置102通过第一侧142与导向装置104、尤其是导向装置104的装配模块107连接。在第二配置145中,锁定装置102通过第二侧144与装配模块107连接。
第一侧142基本上平坦地构造。第一侧142与锁定装置102的壳体106的第一壳体部件108一体地构造。
第一侧142例如包括四个第一连接元件146,所述第一连接元件构造为槽口。该槽口构造为用于接收、尤其形状锁合地连接装配模块107的第一装配元件134。
此外,第一侧142例如包括第二连接元件148,所述第二连接元件例如构造为导向槽。该导向槽在此构造为置入在第一侧142中。在此,第一侧142的第二连接元件148构造为用于连接和导向装配模块107的第二装配元件136。因此,装配模块107的导向接片在连接过程中在锁定装置102的导向槽内被导向。
此外,第一侧142包括两个第三连接元件150,所述第三连接元件构造为第一侧142中的槽口。第一侧142的第三连接元件150在此构造为用于连接和接收装配模块107的第三装配元件138。尤其,第三连接元件148形成侧凹部,装配模块107的弹动式卡锁臂在端部位态中卡入该侧凹部中。
此外,第一侧142包括第四连接元件152,该第四连接元件构造为止挡或者说壁部。第一侧142的第四连接元件152在此构造为用于连接装配模块107的第四装配元件140。尤其,装配模块107的运动由于横向接片止挡在壁部上而受限。
因此,在连接过程结束时,装配模块107通过卡锁连接与锁定装置102连接。
第一配置143优选用于蓄电池组300的竖直取向。第二配置145优选用于蓄电池组300的水平取向。
第二侧144设置为用于第二配置145,该第二配置尤其用于水平取向的蓄电池组300。
第二侧144由第一壳体部件108和第二壳体部件110形成。附加地,第二侧144在所示的且示例性的配置中由用于锁单元172的适配器壳体154形成,该适配器壳体与壳体106、尤其与第二壳体部件110力锁合和/或形状锁合地连接。
第二侧包括与四个连接元件146、148、150、152基本上相同构造的四个连接元件156、158、160、162。
第二侧144包括四个第一连接元件156,其中,三个第一连接元件156布置在第二壳体部件110中,并且一个第一连接元件156布置在适配器壳体154中。
第二侧144包括呈导向槽形式的第二连接元件158,其中,第二连接元件158由第二壳体部件110和适配器壳体154构造。
第二侧144还包括两个构造为槽口的第三连接元件160,其中,所述槽口由第二壳体部件110和适配器壳体154限界或者说构造。
第二侧144还包括呈壁部形式的第四连接元件162,所述壁部构造在第二壳体部件110中。
第一侧142和第二侧144具有共同的棱边164。第一侧142和第二侧144和从而它们的连接元件布置成相对彼此错开90°的角度。
在图8a中还示出锁定装置102的插头单元114的另外的或者说第三连接部163。所述另外的连接部163设置为用于蓄电池组300的插头314的电接触。连接部163具有四个电接触元件166。在此,两个电接触元件166构造为用于传递能量的功率接触部168,并且两个电接触元件166构造为用于传递信号和/或数据或者说信息的信号接触部170。
在图8b中,代替适配器壳体154而使用锁单元172。锁单元172可以如在图8b中示出的那样直接与锁定装置102的壳体106连接或者通过适配器壳体154与锁定装置102连接。同样可以考虑,锁定装置102不具有锁单元172。锁单元172例如构造为机械锁174。锁单元172具有第一操作区域173,锁单元172尤其构造成通过该第一操作区域能手动操纵。第一操作区域173例如构造为钥匙接收部176。锁单元172在与电动自行车14连接的状态下布置在框架18的(未示出的)槽口中,使得第一操作区域173能够从外部操纵。
锁定装置102的壳体106具有接收部178,该接收部构造为用于在连接的状态下接收蓄电池组300。接收部178配属于锁定装置102的蓄电池组接口118。
在图9a至b中以侧视图(图9a)并且以立体视图(图9b)示出在用于水平安装的蓄电池组300的连接过程开始时的锁定装置102的锁定机构。
锁定装置102具有锁定元件180,该锁定元件绕着锁定轴线182可旋转地支承。锁定元件180部分地布置在锁定装置102的接收部178中。
锁定元件180与第一复位元件184连接,该第一复位元件例如构造为螺旋扭力弹簧。复位元件184直接与锁定元件180连接,其方式是:该螺旋扭力弹簧以一个臂嵌入到锁定元件180的接收部186中。螺旋扭力弹簧的第二臂与锁定装置102的壳体106连接。第一复位元件184对锁定元件180加载以与蓄电池组300的连接方向188相反的力。在未连接的状态下,锁定元件180贴靠在止挡190上,该止挡限制锁定元件180与连接方向188相反的运动。止挡190成型在第二壳体部件110中。
此外,锁定元件180包括操纵区域192。操纵区域192构造为,使得在操纵区域192中的锁定元件180能够通过蓄电池组300、尤其蓄电池组300的连接元件322被操纵。操纵区域192完全布置在锁定装置102的接收部178中。操纵区域192例如构造为平坦面193,该平坦面在在未连接的状态下基本上垂直于连接方向188延伸。锁定元件180在操纵区域192中具有不超过连接元件322的长度的厚度。
锁定装置102还具有闭锁元件194。闭锁元件194绕着闭锁轴线196可旋转运动地支承在锁定装置102的壳体106中。闭锁轴线196和锁定轴线182相对彼此平行地布置。
闭锁元件194具有闭锁臂198,该闭锁臂布置在锁定装置102的接收部178中。接收部178的形状优选基本上相应于蓄电池组300的连接单元320的形状。
闭锁元件194与第二复位元件200连接。第二复位元件200例如构造为螺旋扭力弹簧,该螺旋扭力弹簧直接与壳体106、尤其第一壳体部件108以及闭锁元件194连接。第二复位元件200尤其构造为用于对闭锁元件194加载以朝锁定元件180的方向力。闭锁臂198构造为,使得其能够抵抗第二复位元件200的弹簧力从接收部178中被推出、尤其被完全推出。
此外,闭锁元件194包括两个作用点202、204,在这两个作用点上,闭锁元件194能够独立于蓄电池组300和独立于锁定元件180地被操纵。
第一作用点202构造在锁定装置的壳体106中的缺口205附近。电动自行车14的框架18与缺口205相邻地具有对应的开口。
对第一作用点202的操纵例如能够通过呈细销钉形式的工具进行,该细销钉被引导穿过框架18中的开口以及穿过缺口205,并且该细销钉抵抗第二复位元件200的弹簧力操纵闭锁元件194。因此,锁定装置102具有第二操作区域203,通过该第二操作区域能够松开蓄电池组300的固定。第二操作区域203在此布置成相对于第一操作区域173错开90°的角度。
第二作用点204布置在闭锁元件194的与第一作用点202对置的一侧上。因此,第二作用点204构造成无法从外部接近。第二作用点204构造为能够通过释放元件206操纵。释放元件206绕着释放轴线208可旋转运动地支承在锁定装置102的壳体106中。释放轴线208在此平行于闭锁轴线196和锁定轴线182构造。
释放元件206与锁单元172机械耦合。通过操纵锁单元172将运动传递到释放元件206上,该释放元件又在第二作用点204上对闭锁元件194加载力,以便使闭锁元件194抵抗弹簧力运动。
锁单元172不直接连接或与单独的复位元件连接。锁单元172或者说释放元件206在未操纵的状态下通过第二复位元件200被复位到起始位置中。
在图9c中示出在固定状态下的用于水平安装的蓄电池组300的锁定装置102的锁定机构。
为了从根据图9a的起始位态进入到根据图9c的固定状态中,蓄电池组300借助连接元件322被推入到接收部178中。在此,连接元件322首先贴靠在操纵区域192上。在下面,锁定元件180抵抗第一力、即第一复位元件184的力运动到接收部178中或者说与蓄电池组300一起沿连接方向188运动。在该运动的一个点处,锁定元件180与闭锁元件194、尤其闭锁元件194的闭锁臂198接触。为了固定蓄电池组300,蓄电池组300必须从该点起抵抗第二力、即第一和第二复位元件184、200的力运动。锁定元件180和闭锁元件194沿相反方向转动,并且闭锁元件194、尤其闭锁臂198从接收部178中运动出来。
锁定元件180成型为,使得在连接过程中,将蓄电池组300的连接元件322从操纵区域192转移到或者说滚动到固定区域210中。固定区域210优选适配于锁定元件180的形状,使得锁定元件180在固定状态下基本上无间隙地布置在固定区域210中或者说被该固定区域包围。固定区域210例如构造为圆形槽口。附加地可以考虑,壳体部件之一具有例如由橡胶制成的阻尼器件、尤其缓冲器,该阻尼器件与连接方向188相反地布置。阻尼器件优选构造为,使得附加的力与连接方向188相反地作用并且将蓄电池在闭锁状态下压抵着锁定元件180。
锁定元件180的操纵区域192成型在锁定元件180的臂212上,其中,该臂212成型为,使得闭锁元件194的闭锁臂198在该闭锁臂从接收部178中被压出之后通过第二复位元件200的弹簧力又卡回到接收部178中并且锁定或者说固定蓄电组300(参见图9c)。
在固定状态下,蓄电池组300的连接元件322完全布置在固定区域210中。锁定元件180的操纵区域192以侧凹部贴靠在闭锁元件194的闭锁臂198上。该侧凹部构造为,使得通过逆着连接方向188拉动蓄电池组300而松开连接是不可能的。
为了再松开蓄电池组300,需要操纵或者说松开闭锁元件194。这可以通过经由第一操作区域173或第二操作区域203操纵闭锁元件194实现。
通过操纵闭锁元件194松开侧凹部,随后,蓄电池组300通过锁定元件180由于第一复位元件184的力被弹出,参见图9d。
弹出的距离在此相应于锁定元件180逆着连接方向188直至止挡190所经过的距离。
第二复位元件200还构造为,使得释放元件206也复位到起始位置中并且因此又能够实现与蓄电池组300的连接。
在图10a至b中以侧视图(图10a)并且以立体视图(图10b)示出在用于竖直安装的蓄电池组300的连接过程开始时的锁定装置的锁定机构。
连接装置100尤其模块化构造为,使得锁定装置102的第一操作区域173始终能够侧向地布置在电动自行车14的框架18上。
为了在此可以使用相同的锁单元172,锁单元172通过适配器壳体154与锁定装置102的壳体106连接。
通过释放元件206的与适配器壳体154连接的不同定向,释放轴线208相对于闭锁轴线196和锁定轴线182斜错(windschief)地延伸、尤其错开90°。
因此,连接过程和通过第二操作区域203进行的解锁基本上是相同的,但通过操纵第一操作区域173进行的解锁是不同的。
闭锁元件194的第二作用点204在该配置中构造成不能被释放元件206直接操纵。操纵通过第三作用点214进行。第三作用点214布置在第一和第二作用点202、204上方并且因此布置在不同平面上。
第三作用点214布置在柱形的销216上,该柱形的销例如与闭锁元件194力锁合和形状锁合地连接。然而也可以考虑,柱形的销216与闭锁元件194一体地构造。
释放元件206与传递元件218连接。尤其,传递元件218部分地包围释放元件206。传递元件218与释放元件206抗扭地连接。此外,传递元件218具有斜坡220,该斜坡贴靠在第三作用点214上。斜坡220如此构造,使得释放元件206的旋转运动转换成闭锁元件194抵抗第二复位元件200的力的旋转运动。
为了确保释放元件206或者说锁单元172复位到起始位置中,释放元件206具有呈拉力弹簧形式的第三复位元件222,该拉力弹簧与传递元件218以及与锁定装置102的壳体106连接。
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