DK178785B1

DK178785B1 - Cykelstel med indbygget og aftageligt batteri

Info

Publication number: DK178785B1
Application number: DKPA201670116A
Authority: DK
Inventors: Lars Munksø
Original assignee: Positive Energies Aps
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2017-01-30
Also published as: JP2019513100A; EP3423339A4; AU2017225218A1; CN108778920A; CN207000713U; CA3016237A1; RU2018132807A; MX2018010440A; DK201670116A1; WO2017148483A1; US20190009855A1; US11072385B2; CN108778920B; EP3423339A1

Abstract

Fremgangsmåde til fremstilling af et ekstruderet stelelement med batteripakke profil til brug for et cykelstel omfattende et antal stelelementer, hvor stelelementerne er indbyrdes forbundet og udgør en konstruktion med en så stor stivhed, at cykelstellet ved almindelig belastning ikke ændrer geometrisk facon, hvor det mindst éne stelelement ekstruderes med variable godstykkelser i et givet tværsnitsprofil, samt at der i det mindst éne ekstruderede stelelement laves en udsparing samt et cykelstel omfattende et sådant stelelement, hvormed der opnås et stabilt cykelstel med en tilstrækkelig styrke, og hvor cykelstellet bliver så diskret som muligt.

Description

Cykelstel med indbygget og aftageligt batteri Opfindelsens område

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af et ekstruderet stelelement med batteripakke profil til brug for et cykelstel omfattende et antal stelelementer, hvor stelelementerne er indbyrdes forbundet og udgør en konstruktion med en så stor stivhed, at cykelstellet ved almindelig belastning ikke ændrer geometrisk facon.

Den foreliggende opfindelse angår yderligere et cykelstel, omfattende et antal stelelementer, herunder i det mindste et stelement, hvor stelelementeme er indbyrdes forbundet og udgør en konstruktion med en så stor stivhed, at cykelstellet ved almindelig belastning ikke ændrer geometrisk facon, hvor der i stellet i det mindste delvist er indlejret et elektrisk batterisystem omfattende i det mindste én batteripakke for lagring af elektrisk energi til anvendelse i forbindelse med udstyr, såsom komfortudstyr og/eller sikkerhedsudstyr på en cykel, herunder en elektrisk hjælpemotor.

Opfindelsens baggrund

Det er almindeligt kendt at anvende batterier i forbindelse med cykler til brug for eksempelvis energitilførsel til lygter. Ligeledes er det almindelig kendt at anvende batterisystemer på cykler til brug for energitilførsel til elektriske hjælpemotorer.

Cykler med elektriske hjælpemotorer har således et batterisystem med i det mindste én batteripakke, som er anbragt et sted på cyklen. Tidligere var det almindeligt at placere batteripakken under eller i forbindelse med bagagebæreren, eller i forbindelse med sadlen, men i nyere modeller af såkaldte elektriske cykler eller bare elcykler har man indbygget eller sammenbygget batteripakkerne i selve cykelstellet, hvormed en elcykel heller ikke er så let genkendelig.

Problemet med batteripakker er, at de skal oplades og da det er upraktisk at bringe hele cyklen til en forsyningskilde såsom en stikkontakt, er det derfor nødvendigt at kunne aftage cyklens batteripakke.

Af ovennævnte årsag er det derfor også velkendt at foretage udsparinger i cykelstel, hvilket dermed giver plads for batteripakker dog med den ulempe, at udsparingen medfører en væsentlig svækkelse af et traditionelt cykelstels konstruktion.

Ovennævnte problem kan dog eksempelvis løses som angivet i DK 176497 Bl, hvorfra der kendes et cykelstel, omfattende et antal stelelementer, fortrinsvist rør, hvor stelelementerne er indbyrdes forbundet og udgør en konstruktion med en så stor stivhed, at cykelstellet ved almindelig belastning ikke ændrer geometrisk facon, hvor den del af stellet, der er indrettet til montage af en batteripakke udgøres af et flerkammer-profil, hvor mindst ét kammer i flerkammerprofilet er intakt. Dermed opnås et cykelstel med en udsparing for en batteripakke, hvor stellet har en stor stivhed.

Ligeledes er det kendt at lægge et firkantet profil ned i et rundt rør og på den måde også skabe et profil, hvori der er flere kamre og dermed har en øget styrke.

Opfindelsens formål

Det er formålet med denne opfindelse at løse problematikken med stabilitet af cykelstel på en langt bedre, hurtigere og billigere måde end tidligere kendt ved netop ikke at benytte flerkammerprofiler for at opnå en tilstrækkelig styrke, men samtidig at løse problematikken således, at cykelstellet bliver så diskret som muligt.

Det er således formålet med denne opfindelse at tilvejebringe en langt bedre, hurtigere og billigere løsning, hvor det ikke er nødvendigt at svejse forskellige konstruktioner sammen for eksempelvis at kunne danne et underrør, der kan have en åbning for batteripakken.

Det er desuden formålet med opfindelsen, at det færdige profil i produktionsprocessen ekstruderes med variable godstykkelser, hvor der eksempelvis er større godstykkelse på en del af profilet end på andre dele, alt efter hvad der er nødvendigt for at kunne opnå en tilstrækkelig styrke. Produktionsprocessen har også til formål at kunne lave en udsparing, der er nøje tilpasset den i det mindste éne batteripakke.

Det er ligeledes formålet med opfindelsen at ekstrudere batteripakken i en form, der medfører, at cykelstellet hvor batteripakken er isat fremstår som en ’’helstøbt” optisk enhed. Dette betyder således, at batteripakken ikke fremstår som et fremmedelement, men indgår i cyklens samlede æstetiske design, uden at batteripakken fremstår som en ekstra del af cyklen.

Endelig er det formålet med opfindelsen, at angive et cykelstel med indbygget og aftageligt batteri, hvor batteriet i hovedtræk er indbygget i stellet, hvorfra det nemt kan afmonteres for opladning, udskiftning eller for at forhindre tyveri.

Beskrivelse af opfindelsen

Ifølge et første aspekt af opfindelsen opnås det ovenfor anførte formål med en fremgangsmåde som indledningsvist beskrevet og som beskrevet i den indledende del af krav 1, omfattende en fremgangsmåde til fremstilling af et ekstruderet stelelement med batteripakkeprofil til brug for et cykelstel omfattende et antal stelelementer, hvor stelelementerne er indbyrdes forbundet og udgør en konstruktion med en så stor stivhed, at cykelstellet ved almindelig belastning ikke ændrer geometrisk facon, hvor det mindst éne stelelement ekstruderes med variable godstykkelser i et givet tværsnitsprofil.

Dette gør det muligt at opnå den ønskede og nødvendige styrke på de forskellige steder af et stelelement for at gøre stelelementet tilstrækkeligt stabilt. Det kan særligt være på siderne af stelelementet, at der er en særligt tilpasset godstykkelse og dermed en øget stivhed i profilet.

Selve ekstruderingen af stelelementet kan foregå ved anvendelse af en lang række materialer, såsom eksempelvis aluminium, rustfrit stål, andre metaller og legeringer samt en lang række plasttyper/polymerer. Et stelelement kan også fremstilles ved støbning eller ved pultrudering og kan eksempelvis være fremstillet af fiberforstærkede plasttyper.

Den foreliggende opfindelse angår i et andet aspekt også en fremgangsmåde, hvor der i det mindst éne ekstruderede stelelement laves en udsparing.

Dette gør det muligt at opnå en åbning i det ekstruderede stelelement passende til den del af en batteripakke, der skal indgå i cykelstellet. Udsparingen kan i en foretrukken udførelsesform være placeret i toppen af det eller de ekstruderede stelelementer, men kan alternativt også placeres på mange andre måder.

Den foreliggende opfindelse angår i et tredje aspekt også en fremgangsmåde, hvor det mindst éne batteripakkeprofil ekstruderes.

Selve ekstruderingen af batteripakkeprofilet kan ligeledes foregå ved anvendelse af en lang række materialer, såsom eksempelvis aluminium, rustfrit stål samt en lang række plasttyper/polymerer.

Dette gør det ligeledes nemt, hurtigt, praktisk og økonomisk at lave et profil passende til de anvendte batterier, og hvor profilet desuden passer til det ekstruderede stelelement. I en foretrukken udførelsesform er batteripakkens profil lavet af samme materiale som stelelementet. Er dette materiale for eksempel aluminium kan batteriet og stellet begge anodiseres i forskellige farver både af hensyn til et godt design og af hensyn til en forøget styrke i materiale og overflade mod ridser. I en udførelsesform ekstruderes profilet ligeledes med variable godstykkelser, der enten strækker sig ud fra profilet eksempelvis i bunden eller strækker sig ind i profilet, hvilket ligeledes øger styrken og stabiliteten i cykelstellet.

Den foreliggende opfindelse angår i et fjerde aspekt også en fremgangsmåde, hvor det mindst éne batteripakkeprofil sættes i det mindst éne ekstruderede stelelements udsparing.

Dette gør det muligt at opnå et diskret cykelstel omfattende i det mindste en batteripakke.

Den foreliggende opfindelse angår i et femte aspekt også et cykelstel, hvor stellet omfatter i det mindste et ekstruderet stelelement med varierende godstykkelser omfattende en top, en bund, en første side og en anden side, en indvendig side og en udvendig side samt i det mindste en udsparing med i det mindste én batteripakke omfattende et tværsnitsprofil med en første del og en anden del, og hvor den i det mindste éne batteripakkes første del sammen med stelelementets tværsnitsprofil i udsparingen er komplementær med stelelementets tværsnitsprofil inden udsparingen.

Dette gør det muligt at placere i det mindste en batteripakke på en cykel, hvor batteripakken ikke fremstår som en ekstra monteret og selvstændig enhed, men hvor batteriet derimod fremstår meget diskret som en integreret del af cykelstellet.

Ved at ekstrudere stelelementet gøres det yderligere muligt at anlægge gods på stelelementet, hvor det måtte være hensigtsmæssigt for at opnå tilstrækkelig styrke for at kompensere for den i det mindste éne udsparing for den i det mindste éne batteripakke.

Udsparingen gør det således muligt at sætte batteripakken ned i selve stelelementet, hvor siderne i en foretrukken udførelsesform støtter og holder op om batteripakkens sider.

Stellets ekstruderede profil er i en foretrukken udførelsesform oval, rund eller en kombination heraf. Dette medfører, at jo højere stelelementets sider er i udsparingen, des smallere bliver batteriet for at kunne gå ned i udsparingen. I en foretrukken udførelsesform vil stelelementets sider dog gå op over en så stor del af batteriet, at batteriets tyngdepunkt vil medføre, at batteriet vil ligge sikkert nede i stelelementets udsparing.

Det ekstruderede stelelement med udsparingen er i en foretrukken udførelse desuden placeret på den del af cykelstellet, der går fra krank til kronrør, nemlig i underrøret, men kunne i princippet også være placeret på andre dele af cykelstellet, eksempelvis på den del der går fra krank til sadel, nemlig i sadelrøret, men placering i overrøret er også en mulighed. I en yderligere foretrukken udførelsesform er den første del af batteripakkens profil i samme udvendige størrelse og form som stelelementet - og passer dermed præcist i udsparingen, så det vil være at betragte stellet med batteripakken som et ubrudt rør både visuelt, men også rent styrkemæssigt. Batteriprofilet vil nemlig kunne overføre trykkræfter i det tilfælde, at stelelementet udsættes for bøjning, idet batteripakkens profil erstatter stellets profil. Dette vil være tilfældet uanset om stelelementet alene er stærkt nok til ikke at deformere, uden at batteripakken er isat.

Det er implicit, at der er midler til sammenkobling af batteripakken med de på cyklen elektriske komponenter såsom lys, kapacitetsindikator og hjælpemotor ved hjælp af kontakter, terminaler, tilslutningsstik, ledninger med mere.

Det er yderligere implicit, at der naturligvis er midler til fastholdelse af batteripakken i stelelementet således, at batteripakken ikke falder af cyklen eller ud fra udsparingen.

Den foreliggende opfindelse angår i et sjette aspekt også et cykelstel, hvor det mindst éne ekstruderede stelelement omfatter en fordybning på bunden af stelelementets indvendige side, og hvor den i det mindste éne batteripakkes anden del omfatter et fremspring, hvor fordybningen og fremspringet er komplementære.

Dette gør det muligt at placere den i det mindste éne batteripakke hurtigere og sikrere i stelelementets udsparing.

Den foreliggende opfindelse angår i et syvende aspekt også et cykelstel, hvor det mindst éne ekstruderede stelelement har den største godstykkelse i bunden, og hvor den første side og anden side har en større godstykkelse end toppen.

Dette gør det muligt at foretage en afstemning af de nødvendige styrkeforhold i stelelementet, hvor der således kan kompenseres for mindre godstykkelse på et sted i elementet ved at tilføre gods til andre udvalgte steder af stelelementet.

Den foreliggende opfindelse angår i et ottende aspekt også et cykelstel, hvor det mindst éne ekstruderede stelelement yderligere omfatter en kanal på den udvendige

Dette gør det muligt at føre kabler og/eller ledninger og bremserør i hele eller dele af stellets længde, hvor kablerne er lettilgængelige og dermed let og hurtigt kan service-res og udskiftes efter ønske og behov. Samtidigt opnås der herved en hurtigere og mindre kompleks montage af cyklen under fremstilling af denne. I en foretrukken udførelsesform er kanalen forsynet med fastholdelsesanordninger til kabler og ledninger.

Den foreliggende opfindelse angår i et niende aspekt også et cykelstel, hvor kanalen omfatter en aflukningsanordning, hvor den udvendige kanal og aflukningsanordningen har samvirkende lukkeanordninger.

Dette gør det muligt helt at aflukke kanalen ved hjælp af et låg, en skinne eller lignende, der for eksempel ved hjælp af clips, kan fastgøres til den udvendige kanal på cykelstellet. De nævnte clips kan være en integreret del af selve låget og kan i en variant være skabt af selve designet på låget, som det vil fremgå i tegningsbeskrivelsen og af figurerne.

Fordelen ved dette er at beskytte kabler og ledninger med videre mod snavs samt at give en designmæssig flot fremtoning af et lukket stelelement, som både indeholder batteriet og de nødvendige elektriske komponenter. En yderligere fordel er, at kablerne er hurtigere at montere og samtidig meget lettere at komme til, hvis en reparation skulle blive nødvendig. Det er således lettere at servicere, når kabler ikke ligger i rør som normalt, men er let tilgængelige ved for eksempel at fjerne låget, der er fastgjort til kanalen med clips.

Den foreliggende opfindelse angår i et tiende aspekt også et cykelstel, hvor den mindst éne batteripakke omfatter et tværsnitsprofil med en ydre form, hvoraf den første del er synlig og den anden del er skjult, når batteripakken er isat stelelementets udsparing.

Dette gør det muligt at lave et cykelstel, hvor den synlige del af batteripakken udgør en naturlig og diskret del af cykelstellets helhed i det tværsnit af cykelstellet, hvor

Selve batterierne kan være af alle mulige tilgængelige batterier, såsom 24 Volt eller 36 Volt genopladelige litium-ion (Li-Ion) batterier/battericeller. T egningsbeskri velse

Fig. 1 viser en cykel set ind fra siden,

Fig. 2 viser en cykel set oppefra,

Fig. 3 viser en cykel set bagfra,

Fig. 4 viser et ekstruderet stelelement med batteripakke, set fra toppen af stelelementet,

Fig. 5 viser en batteripakke, der er løftet op af stelelementet, set fra stelelements anden side,

Fig. 6 viser en batteripakke, der er nedsat i stelelementet, set fra stelelements anden side,

Fig. 7 viser en batteripakkes tværsnitsprofil i en første udførelsesform,

Fig. 8 viser et stelelements tværsnitsprofil i en første udførelsesform,

Fig. 9 viser så en batteripakkes tværsnitsprofil nedsat i stelelements tværsnitsprofil i en første udførelsesform,

Fig. 10 viser en batteripakkes tværsnitsprofil i en anden udførelsesform,

Fig. 11 viser et stelelements tværsnitsprofil i en anden udførelsesform,

Fig. 12 viser en aflukningsanordning,

Fig. 13 viser en batteripakkes tværsnitsprofil nedsat i stelelements tværsnitsprofil i en anden udførelsesform.

Liste med henvisningsbetegnelser 1 Cykel 2 Cykelstel 3 Forhjul 4 Baghjul 5 Sadel 6 Styr 7 Krank 8 Kronrør 9 Overrør 10 Sadelrør 11 Skrårør/underrør 12 Stelelement 13 Ekstruderet stelelement 14 Batteripakke 15 Top, ekstruderet stelelement 16 Første side, ekstruderet stelelement 17 Anden side, ekstruderet stelelement 18 Tænd/sluk knap 19 Gribeanordning 20 Lås 21 Batterier 22 Udsparing 23 Bund, ekstruderet stelelement 24 Tværsnitsprofil, batteripakke 25 Tværsnitsprofil, ekstruderet stelelement 26 Første del, batteripakke 27 Anden del, batteripakke 28 Fremspring, batteripakke 29 Indvendig side, ekstruderet stelelement 30 Fordybning, ekstruderet stelelement 31 Udvendig side, ekstruderet stelelement 32 Kanal, ekstruderet stelelement 33 Aflukningsanordning 34 Flige 35 Samvirkende lukkeanordninger Detaljeret beskrivelse af opfindelsen

Figur 1 viser en cykel 1 set ind fra siden, hvor cyklen 1 blandt andet har et cykelstel 2, et forhjul 3, et baghjul 4, en sadel 5, et styr 6, en krank 7 og et kronrør 8. Cykelstellet 2 er her blandt andet vist med et overrør 9, et sadelrør 10 samt et skrårør/underrør 11, der udgør stelelementer 12, der alle kan være ekstruderede. På figur 1 har cykelstellet 2 foruden skrårøret 11 også et ekstruderet stelelement 13 med en batteripakke 14. Det ekstruderede stelelement 13 kan alene udgøre skrårøret 11, men kan også som vist på figuren være forstærket af et yderligere stelelement 12.

Figur 2 viser en cykel 1 set oppefra, og figur 3 viser en cykel 1 set bagfra.

Figur 4 viser et ekstruderet stelelement 13 med batteripakke 14 set fra det ekstruderede stelelements top 15, hvor en første side 16 og en anden side 17 ligeledes er vist. Derudover er der en tænd/sluk knap 18 til aktivering af batteripakken 14 samt en gri-beanordning 19 til brug for håndteringen af batteripakken 14. Endelig er der vist en lås 20 til sikring af batteripakken 14 i det ekstruderede stelelement 13.

Figur 5 viser det ekstruderede stelelement 13 set fra den anden side 17, hvor batteripakken 14 med batterier 21 er løftet op af det ekstruderede stelelement 13, hvorved der ses en udsparing 22 i det ekstruderede stelelement 13. Udsparingen 22 er her vist i toppen 15 modsat bunden 23 af det ekstruderede stelelement 13.

Figur 6 viser ligeledes det ekstruderede stelelement 13 set fra den anden side 17, hvor batteripakken 14 med batterier 21 nu er nedsat i det ekstruderede stelelement 13, hvorved det ekstruderede stelelement 13 med batteripakken 14 fremstår som en helhed, hvor batteripakken 14 er integreret i det ekstruderede stelelement 13.

Figur 7 viser en batteripakkes tværsnitsprofil 24 med isatte batterier 21, mens figur 8 viser et stelelements tværsnitsprofil 25, hvor der er en udsparing 22, og figur 9 viser så en batteripakkes tværsnitsprofil 24 nedsat i stelelements tværsnitsprofil 25.

Figur 10 viser en batteripakkes tværsnitsprofil 24 i en anden udførelsesform med en første del 26, der vil være synlig, når batteripakken 14 er nedsat i et ekstruderet stelelements udsparing 22, samt med en anden del 27, der vil være skjult når batteripak- ken 14 er nedsat i et ekstruderet stelelements udsparing 22. På figuren vises ligeledes et fremspring 28 placeret udvendigt på den anden del 27.

Figur 11 viser et stelelements tværsnitsprofil 25 i en anden udførelsesform, med en top 15, en første side 16, en anden side 17 og en bund 23. Derudover viser figuren, at det ekstruderede stelelement 13 har en indvendig side 29, hvor der i bunden 23 er en fordybning 30 og hvor det ekstruderede stelelement 13 har en udvendig side 31, hvor der i bunden 23 er en kanal 32. Figur 12 viser en aflukningsanordning 33 med to flige 34 til aflukning af kanalen 32, hvor selve aflukkeanordningen har indbygget en clips-funktion for fastholdelse af denne i kanalen 32.

Figur 13 viser en batteripakkes tværsnitsprofil 24 nedsat i stelelements tværsnitsprofil 25, hvor batteripakkens fremspring 28 er i indgreb med stelelementets fordybning 30 samt hvor aflukningsanordningen 33 aflukker kanalen 32 ved hjælp af kanalens og aflukningsanordningens samvirkende lukkeanordninger 35.1 denne figur ses det tydeligt, at der er plads til en varierende godstykkelse på den indvendige side 29 i stelelementet - faktisk kan godstykkelsen øges visse steder med flere millimeter, uden at den udvendige facon påvirkes. Netop ved at øge godstykkelsen på den første side 16, og den anden side 17, kan der opnås en øget stivhed i selve stelelementet, hvis det skulle vise sig at være påkrævet for at opnå en tilstrækkelig stivhed i en given stelkonstruktion.

Claims

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et ekstruderet stelelement med batteripakkeprofil til brug for et cykelstel omfattende et antal stelelementer, hvor stelelementeme er indbyrdes forbundet og udgør en konstruktion med en så stor stivhed, at cykelstellet ved almindelig belastning ikke ændrer geometrisk facon, kendetegnet ved, at det mindst éne stelelement ekstruderes med variable godstykkelser i et givet tværsnitsprofil.

2. Fremgangsmåde til fremstilling af et ekstruderet stelelement ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der i det mindst éne ekstruderede stelelement laves en udsparing.

3. Fremgangsmåde til fremstilling af et ekstruderet stelelement ifølge krav 1 og 2, kendetegnet ved, at det mindst éne batteripakkeprofil ekstruderes.

4. Fremgangsmåde til fremstilling af et cykelstel ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at det mindst éne batteripakkeprofil sættes i det mindst éne ekstruderede stelelements udsparing.

5. Cykelstel, omfattende et antal stelelementer, herunder i det mindste et stelement ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, hvor stelelementeme er indbyrdes forbundet og udgør en konstruktion med en så stor stivhed, at cykelstellet ved almindelig belastning ikke ændrer geometrisk facon, hvor der i stellet i det mindste delvist er indlejret et elektrisk batterisystem omfattende i det mindste én batteripakke for lagring af elektrisk energi til anvendelse i forbindelse med udstyr, såsom komfortudstyr og/eller sikkerhedsudstyr på en cykel, herunder en elektrisk hjælpemotor, kendetegnet ved, at stellet omfatter i det mindste et ekstruderet stelelement med varierende godstykkelser omfattende en top, en bund, en første side og en anden side, en indvendig side og en udvendig side samt i det mindste en udsparing med i det mindste én batteripakke omfattende et tværsnitsprofil med en første del og en anden del, og hvor den i det mindste éne batteripakkes første del sammen med stelelementets tværsnitsprofil i udsparingen er komplementær med stelelementets tværsnitsprofil inden udsparingen.

6. Cykelstel ifølge krav 5, kendetegnet ved, at det mindst éne ekstruderede stelelement omfatter en fordybning på bunden af stelelementets indvendige side og hvor den i det mindste éne batteripakkes anden del omfatter et fremspring, hvor fordybningen og fremspringet er komplementære.

7. Cykelstel ifølge et hvilket som helst af kravene 5 og 6, kendetegnet ved, at det mindst éne ekstruderede stelelement har den største godstykkelse i bunden og hvor den første side og anden side har en større godstykkelse end toppen.

8. Cykelstel ifølge et hvilket som helst af kravene 5 til 7, kendetegnet ved, at det mindst éne ekstruderede stelelement yderligere omfatter en kanal på den udvendige side.

9. Cykelstel ifølge krav 8, kendetegnet ved, at kanalen omfatter en aflukningsanordning, hvor den udvendige kanal og aflukningsanordningen har samvirkende lukkeanordninger.

10. Cykelstel ifølge et hvilket som helst af kravene 5 til 9, kendetegnet ved, at den mindst éne batteripakke omfatter et tværsnitsprofil med en ydre form, hvoraf den første del er synlig og den anden del er skjult, når batteripakken er isat stelelementets udsparing.