Die Erfindung betrifft eine elektrische Verbindung zwischen einer elektrischen Einrichtung und einem elektrisch betreibbaren Fahrzeug, sowie eine elektrische Einrichtung und ein elektrisch betreibbares Fahrzeug. Ganz oder teilweise elektrisch betriebene Fahrzeuge sind in den letzten Jahren immer populärer geworden. Gerade auch Lastenräder, E-Fahrräder oder Pedelecs erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Häufig werden solche Fahrzeuge über Pedale direkt von einer Person angetrieben und von einem oder mehreren Elektromotoren, die bei Bedarf zugeschaltet werden können, unterstützt. Die Energie für die Elektromotoren wird von einem Akkumulator bereit gestellt, der zwischendurch immer wieder aufgeladen oder ausgetauscht werden muss.

Des Weiteren ist es auch möglich, das Fahrzeug mit einem seriellen Hybridantrieb auszustatten. Hierbei wird der Antrieb des Fahrzeugs nur durch die im Akkumulator gespeicherte Energie und einen oder mehrere Elektromotoren realisiert. An den Pedalen ist ein Generator angeschlossen, der die beim Betätigen der Pedale erzeuge Energie umwandelt und in den Akkumulator speichert. Hierdurch kann auf eine Antriebskette verzichtet werden, das Fahrzeug wird leichter, weil auf den mechanischen Antrieb sstrang verzichtet werden kann und es ist wartungsärmer. Dies ist insbesondere auch im Bereich der Lastenräder wichtig.

Problematisch ist es bei solchen elektrisch betriebenen Fahrzeugen jedoch, wenn eine der elektrischen Einrichtungen - der Motor oder der Generator - defekt sind und ausgetauscht werden müssen. Hierbei muss nicht nur die elektrische Einrichtung mechanisch ausgebaut, ausgetauscht und wiedereingebaut werden, sondern auch die zugehörigen elektrischen Anschlüsse müssen sicher gelöst und wieder verbunden werden. Gerade von einem Laien ist das jedoch nicht einfach durchführbar, wenn der Defekt beispielsweise unterwegs auftritt und sofort behoben werden soll. Häufig kommt zu Beschädigungen oder Abriss des Anschlusskabels an der elektrischen Einrichtung oder zu einem fehlerhaften Anschluss.

In der EP 4 151 513 Al ist ein Motor für ein elektrisches Fahrrad beschrieben. Der Motor ist dabei in der Gabel des Fahrrads angeordnet. Bei einer Montage des Motors an der Gabel des Fahrrads wird ein Steckverbinder am Motor mit einem Gegensteckverbinder an der Gabel konnektiert, um eine elektrische Verbindung herzustellen. Dieser Motor mit Steckverbinder kann nur bei Gabeln genutzt werden, bei denen der Gegensteckverbinder einen gewissen Abstand vom Motor aufweist und der senkrecht zur Achse des Motors verschoben ist. Wenn der Gegensteckverbinder auf der Achse des Motors sitzt bzw. parallel zu dieser angeordnet ist, ist ein ganz anders konzipierter Motor notwendig, da ansonsten die elektrische Verbindung zum Gegensteckverbinder nicht funktioniert.

Die DE 20 2013 1102 672 Ul beschreibt einen Kabelanschluss für einen Motor an einem elektrisch betreibbaren Fahrrad. Der Steckverbinder ist direkt an der Rotationsachse des Motors angeordnet und bei der Montage des Motors wird ein Anschlussstück, welches den Gegensteckverbinder umfasst, konzentrisch zur Rotationsachse des Motors auf den Steckverbinder aufgesteckt. Ist der Gegensteckverbinder am Fahrrad jedoch an einer anderen Stelle vorgesehen und beispielsweise beabstandet von der Rotationsachse des Motors angeordnet, so kann diese Art von Motor bei diesem Fahrrad nicht montiert werden sondern es ist eine neue Variante des Motors notwendig.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorerwähnten Nachteile zu vermeiden und eine elektrische Verbindung sowie eine zugehörige elektrische Einrichtung und ein entsprechendes Fahrzeug zu entwickeln, bei der Austausch der elektrischen Einrichtung auf schnelle und einfache Art auch von einem Eaien erfolgen kann und bei der die Montage erfolgen kann unabhängig davon ob der Gegensteckverbinder im Bereich der Rotationsachse der Einrichtung ob beabstandet von dieser angeordnet ist. Diese Aufgaben werden durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 12 und 13 gelöst, denen folgende besondere Bedeutung zukommt.

Die elektrische Einrichtung weist eine Montageposition auf, in der sie an einem Fahrzeug oder an einem Teil eines Fahrzeugs befestigbar ist. Des Weiteren verfügt die Einrichtung über wenigstens einen Steckverbinder, wobei das Fahrzeug mindestens einen Gegensteckverbinder aufweist. Wird nun die elektrische Einrichtung in ihre Montageposition verbracht, so treten automatisch der Steckverbinder und der Gegensteckverbinder miteinander in Wirkverbindung und die elektrische Verbindung wird hergestellt. Ein extra Anschluss für die elektrischen Teile ist so nicht notwendig. Hierdurch werden sowohl eine Beschädigung der elektrischen Leitungen als auch ein falsches Anschließen, wie beispielsweise eine Verpolung vermieden. Auch kann der Wechsel der elektrischen Einheit schneller erfolgen, da nicht separat noch der elektrische Anschluss getrennt und wieder hergestellt werden muss. Der Austausch der elektrischen Einrichtung ist mit wenigen Handgriffen auch von einem Laien einfach durchführbar. Des Weiteren ist ein Übergangsstück vorgesehen, welches die Entfernung zwischen der Einrichtung und dem Gegensteckverbinder überbrückt, wenn dies erforderlich ist. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn durch bauliche Gegebenheiten des Fahrzeugs bzw. des Teils des Fahrzeugs der Gegensteckverbinder nicht unmittelbar an der Aufnahme vorgesehen ist. Das Übergangsstück ist dann an der Einrichtung oder an dessen Gehäuse montiert und stellt bei der Montage der Einrichtung automatisch die elektrische Verbindung zwischen Steckverbinder und Gegensteckverbinder her. Das Übergangsstück kann daher bevorzugt eine Führung aufweisen, die eine gewisse Festigkeit besitzt, so dass eine zusätzliche Montage, z.B. ein manuelles Aufstecken, des Steckverbinders und des Gegensteckverbinders nicht erforderlich ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Montageposition der elektrischen Einrichtung am Fahrzeug mechanisch eineindeutig definiert ist. Die elektrische Einrichtung ist hierdurch nur in der richtigen Position am Fahrzeug anordbar, eine falsche Anordnung ist nicht möglich. So ist die Einrichtung vor Montagefehlern geschützt, da ein falscher Anschluss nicht möglich ist. Als elektrische Einrichtung können beispielsweise ein Motor und/oder ein Generator dienen. Auch ein Getriebe kommt hier in Frage. Der Motor kann dabei zum Antrieb eines oder mehrerer Räder des Fahrzeugs dienen. Der Generator kann beispielsweise dazu genutzt werden, um Energie, die von einer Bedienperson bei der Betätigung der Pedale erzeugt wird, in elektrische Energie umzuwandeln und in den Akkumulator einzuspeisen und/oder direkt einen Motor anzutreiben.

Die Einrichtung kann im Bereich der Radnabe eines Rades des Fahrzeugs angeordnet sein. Dies ist insbesondere bei Motoren sinnvoll, die das entsprechende Rad antreiben. Alternativ kann die Einrichtung auch im Bereich der Pedale des Fahrzeugs angeordnet sein. Handelt es sich bei der Einrichtung um einen Generator, kann die Betätigung der Pedale durch die Bedienperson direkt in elektrische Energie umgewandelt werden. Die Pedale können dabei von der Bedienperson durch treten mit dem Fuß oder auch manuell bedienbar ausgestaltet sein.

Vorteilhafterweise ist wenigstens eine Aufnahme für die Einrichtung oder zumindest einen Teil der Einrichtung am Fahrzeug oder an einem Teil des Fahrzeugs vorgesehen. Beim Überführen in die Montageposition wird die Einrichtung dann ganz oder bereichsweise in die Aufnahme eingebracht. Dies macht die richtige Platzierung und Positionierung der Einrichtung für eine Bedienperson einfacher und fehlersicherer.

In einem besonderen Ausführungsbeispiel ist ein Adapter vorgesehen, welcher am Fahrzeug oder an einem Teil des Fahrzeugs befestigbar ist und welcher die Aufnahme für die elektrische Einrichtung aufweist. Der Adapter kann sowohl lösbar am Fahrzeug befestigt werden oder auch unlösbar, beispielsweise durch Verschweißen oder Verkleben. Der Adapter kann dabei nach Art einer Kapsel ausgebildet sein und einen Körper und einen am Körper lösbar befestigten Deckel aufweisen. Die Aufnahme für die elektrische Einrichtung befindet sich dann im Inneren der Kapsel. Ein solcher Adapter ist insbesondere für die Aufnahme eines Generators vorteilhaft, weil er sich zwischen den Pedalen gut anordnen lässt und den mechanischen Belastungen Stand hält.

Der für die Herstellung der elektrischen Verbindung erforderliche Gegensteckverbinder kann in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel an der Aufnahme oder auch am Adapter angeordnet sein. Dann treten Steckverbinder und Gegensteckverbinder bei der Einbringung der Einrichtung und die Aufnahme automatisch in Wirkverbindung miteinander. Auch hier kann das Übergangsstück verwendet werden, wenn der Gegensteckverbinder vom Adapter beabstandet ist.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Einrichtung ein Gehäuse auf, an dem der Steckverbinder angeordnet ist. Hierbei ist der Steckverbinder an der Außenseite des Gehäuses vorgesehen. Die Einrichtung ist durch das Gehäuse gut gegen Beschädigungen, Witterungseinflüsse und Verunreinigungen geschützt und einfach zu handhaben. Durch die Anordnung an der Außenseite des Gehäuses ist auch der Steckverbinder an einer gut zugänglichen Stelle sicher angeordnet.

Des Weiteren umfasst die Erfindung auch eine elektrische Einrichtung für die Anwendung an oder in einem zumindest teilweise elektrisch betreibbaren Fahrzeug und geeignet für die Herstellung der elektrischen Verbindung. Die elektrische Einrichtung weist dabei wenigstens einen von außen zugänglichen Steckverbinder auf, der dann bei der Montage am oder im Fahrzeug automatisch mit einem Gegensteckverbinder in Wirkverbindung tritt und die elektrische Verbindung herstellt. Des Weiteren umfasst die Einrichtung noch einen Motor und/oder einen Generator und/oder ein Getriebe.

Schließlich ist auch noch ein Fahrzeug von der Erfindung mit umfasst, welches wenigstens eine erfindungsgemäße elektrische Einrichtung und zumindest eine erfindungsgemäße elektrische Verbindung umfasst. Selbstverständlich kann das Fahrzeug auch mehrere identische oder unterschiedliche erfindungsgemäße elektrische Einrichtungen und auch mehrere oder eine Vielzahl von erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungen aufweisen. Weitere Vorteile und Ausführungsbeispiele ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Unteransprüchen sowie den Zeichnungen. In den Zeichnungen ist die Erfindung in drei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 : ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Einrichtung in perspektivischer Seitenansicht,

Fig. 2: die Einrichtung aus Fig. 1 in Montageposition,

Fig. 3: eine Aufnahme für eine Einrichtung gemäß Fig. 1 und 2

Fig. 4: die Aufnahme aus Fig. 3 in Explosionsdarstellung,

Fig. 5: die Einrichtung aus Fig. 1 und ein Übergangsstück, perspektivisch,

Fig. 6: das Übergangsstück aus Fig. 5, perspektivisch,

Fig. 7: eine Führung, perspektivisch,

Fig. 8: das Übergangsstück aus Fig. 6 und die Führung aus Fig. 7 im zusammengebauten Zustand, perspektivisch,

Fig. 9: eine erfindungsgemäße Einrichtung in einem zweiten Ausführungsbeispiel mit Adapter, perspektivisch in Explosionsdarstellung,

Fig. 10: die Einrichtung aus Fig. 9 perspektivisch aus der anderen Richtung betrachtet,

Fig. 11 : eine erfindungsgemäße Einrichtung in einer dritten Ausführungsform in perspektivischer Explosionsdarstellung vor der Montage, Fig. 12: die Einrichtung aus Fig. 11 perspektivisch aus der anderen Richtung betrachtet,

Fig. 13: die Einrichtung aus Fig. 11 und 12 beim Beginn der Montage, perspektivisch,

Fig. 14: die Einrichtung aus Fig. 13 perspektivisch aus der anderen Richtung betrachtet,

Fig. 15: die Einrichtung aus Fig. 11 bis 14 kurz vor Fertigstellung der Montage, perspektivisch,

Fig. 16: die Einrichtung aus Fig. 15 perspektivisch aus der anderen Richtung betrachtet,

Fig. 17: die Einrichtung aus Fig. 11 bis 16 in Montageposition, perspektivisch,

Fig. 18: die Einrichtung aus Fig. 17 perspektivisch aus der anderen Richtung betrachtet.

Die Fig. 1 zeigt eine Elektrische Einrichtung 10 mit einem Gehäuse 13. An der Außenseite der Einrichtung 10 ist ein Übergangsstück 14 angeordnet, an dessen einem Ende der Steckverbinder 11 vorgesehen ist. Diese Einrichtung 10 ist insbesondere für eine zweiseitige Montage an einem Teil 20 eines Fahrzeugs, beispielsweise an einer Gabel eines E-Bikes o.ä. vorgesehen. Das Übergangsstück 14 überbrückt dabei die Entfernung zwischen der Einrichtung 10 selbst und dem Gegensteckverbinder 21. Die Einrichtung 10 selbst verfügt dabei ebenfalls über einen Steckverbinder 11, wobei das Übergangsstück 14 einen Gegensteckverbinder 21 aufweist, welcher mit dem Steckverbinder 11 an der Einrichtung 10 in Wirkverbindung tritt. Die Montageposition 10.1 der elektrischen Einrichtung 10 ist aus Fig. 2 ersichtlich. Die Einrichtung ist an dem Teil 20 des Fahrzeugs, nämlich an der Gabel angeordnet. Durch die Herbeiführung der Montageposition 10.1 wurden sowohl der Steckverbinder 11 und der Gegensteckverbinder 21 miteinander in Wirkverbindung gebracht als auch die elektrische Einrichtung 10 selbst sicher an dem Teil 20 des Fahrzeugs festgelegt. Die Aufnahme 12 für die Einrichtung 10 befindet sich hier zwischen den beiden Hälften des Teils 20 des Fahrzeugs, wie noch gezeigt werden wird. Weiterhin ist hier die Rotationsachse 16 der Einrichtung 10 erkennbar. Der Steckverbinder 11 an der Einrichtung 10 ist hier am abgewandten, nicht sichtbaren Ende der Rotationsachse 16 angeordnet.

Einen genaueren Aufbau dieser Ausführungsform mit Übergangsstück 14 zeigen die Fig. 3 und 4. Die elektrische Einrichtung 10 wurde hier der Übersichtlichkeit halber weggelassen. In Fig. 3 sieht man, wie der Gegensteckverbinder 21 am Übergangsstück 14 dafür vorgesehen ist, mit dem Steckverbinder 11 an der elektrischen Einrichtung 10 zusammenzuwirken. Das Übergangsstück 14 ist in einer Führung 15 angeordnet und weist an seinem anderen Ende wiederum einen Steckverbinder 11 auf, der mit dem Gegensteckverbinder 21 am Fahrzeug in Wirkverbindung bringbar ist, um die elektrische Verbindung herzustellen. Die Explosionsdarstellung aus Fig. 4 zeigt den Steckverbinder 11 und den Gegensteckverbinder 21 in nicht montiertem Zustand. Auch ist ersichtlich, dass das Übergangsstück 14 den Abstand zwischen der Rotationsachse 16 der elektrischen Einrichtung 10 und dem Gegensteckverbinder 21 am Fahrzeug überbrückt. Die Aufnahme 12 für die Einrichtung 10 ist mittig zwischen den beiden Elementen des Teils 20 des Fahrzeugs angeordnet.

Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemäße elektrische Einrichtung 10 mit Gehäuse 13 sowie ein Übergangsstück 14. Das Übergangsstück 14 kann dabei auf der Rotationsachse 16 der elektrischen Einrichtung 10 und damit auf dem Steckverbinder 11 angeordnet werden. Das Übergangsstück 14 ist nochmals in den nachfolgenden Fig. dargestellt. Fig. 6 zeigt dabei das Übergangsstück 14 an sich mit dem Gegensteckverbinder 21 für den Steckverbinder 11 an der elektrischen Einrichtung 10 sowie mit dem Steckverbinder 11 für die elektrische Kontaktierung mit dem Gegensteckverbinder 21 am Fahrzeug. Fig. 7 zeigt eine Führung 15, in die das Übergangsstück 14 einbringbar ist. Dadurch entsteht dann die in Fig. 8 gezeigte Situation. Die Führung 15 sorgt dafür, dass der Steckverbinder 11 am Übergangsstück 14 mit dem Gegensteckverbinder 21 am Fahrzeug in elektrischen Kontakt kommt.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigen die Fig. 9 und 10. Hier ist ein Adapter 30 vorgesehen, der gleichzeitig die Aufnahme 12 für die elektrische Einrichtung 10 bildet. Der Adapter 30 umfasst einen Körper 31 und einen Deckel 32, der lösbar befestigbar am Körper 31 vorgesehen ist. Der Deckel 32 wird hier mittels Schrauben am Körper befestigt. Es sind aber auch andere Befestigungsmöglichkeiten denkbar, wie Clips- oder Rastverbindungen, Bajonettverschlüsse usw. Die elektrische Einrichtung 10 kann in dem Adapter 30 aufgenommen werden. Diese Ausführungsform ist besonders bevorzugt bei elektrischen Einrichtungen 10 anzuwenden, die sich bei den von der Bedienperson zu betätigenden Pedalen befinden.

In den Fig. 11 bis 16 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Hier wird die elektrische Einrichtung 10 nur auf einer Seite an einem Teil 20 eines Fahrzeugs befestigt. Als Teil 20 eines Fahrzeugs kann beispielsweise eine Schwinge oder ein Ausfallende dienen. Die sehr einfache Montage der Einrichtung 10 wird auch aus den Fig. 11 bis 16 deutlich.

Fig. 11 und 12 zeigen eine Explosionsdarstellung in der alle Teile noch nicht aneinander befestigt sind. Die elektrische Einrichtung 10 ist von dem Teil 20 des Fahrzeugs getrennt. Der Steckverbinder 112 und der Gegensteckverbinder 21 sind ebenfalls noch nicht in Kontakt miteinander. In den Fig. 13 und 14 ist die elektrische Einrichtung 10 auf den Teil 20 des Fahrzeugs aufgesteckt. Die elektrische Verbindung ist ebenfalls schon hergestellt, da der Steckverbinder 11 und der Gegensteckverbinder 21 miteinander in Wirkverbindung stehen. Schließlich wird eine Befestigungsschraube durch den Teil 20 des Fahrzeugs an der elektrischen Einrichtung 10 befestigt wie Fig. 15 und 16 zeigen. Zuletzt wird die Schraube noch mit einer Mutter gesichert was aus Fig. 17 und 18 erkennbar ist.

Durch diesen Montageablauf wird klar, dass die Montage und Demontage der elektrischen Einrichtung 10 mit wenigen Handgriffen von einer Bedienperson ohne spezielle Ausbildung durchgeführt werden kann. Wenn derartige erfindungsgemäße Fahrzeuge großflächig zum Einsatz kommen, können Pannen, wie sie beim Ausfall einer der elektrischen Einrichtungen vorkommen, schnell behoben werden. Die gleiche elektrische Einrichtung kann an unterschiedlichen Stellen am Fahrzeug montiert werden und der Gegensteckverbinder kann sowohl nahe der Rotationsachse des elektrischen Einrichtung als auch beabstandet von dieser vorgesehen sein, so dass für viele verschiedene Fahrzeugtypen und Anwendungsfälle im gleichen oder auch in unterschiedlichen Fahrzeugen die gleiche elektrische Einrichtung verwendet werden kann. Dies ist günstig sowohl in der Herstellung als auch in der Lagerhaltung. Sind mehrere gleichartige elektrische Einrichtungen an einem Fahrzeug vorgesehen, so muss eine Bedienperson nicht für jede elektrische Einrichtung einen Ersatz mitführen, um bei einer Panne reagieren zu können.

Abschließend sei noch darauf hingewiesen, dass die hier dargestellten Ausführungsformen lediglich beispielhafte Verwirklichungen der Erfindung sind. Diese ist nicht darauf beschränkt. Es sind vielmehr noch Abänderungen und Abwandlungen möglich. Die Anzahl der elektrischen Einrichtungen und die Orte der Montage sind quasi frei wählbar. Auch kann das Fahrzeug zwei, drei oder vier Räder aufweisen und auch mit einem Anhänger ausgestattet sein.

B e z u g s z e i c h e n l i s t e : Elektrische Einrichtung Montageposition von 10 Steckverbinder Aufnahme Gehäuse von 10 Übergangsstück Führung Rotationsachse von 10 Teil eines Fahrzeugs Gegensteckverbinder Adapter Körper von 30 Deckel