DE102010035959A1

DE102010035959A1 - Transportvorrichtung für elektrochemische Energiespeichervorrichtungen

Info

Publication number: DE102010035959A1
Application number: DE201010035959
Authority: DE
Inventors: Michael Löhrke; Tim Schäfer
Original assignee: Li Tec Battery GmbH
Current assignee: Li Tec Battery GmbH
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2012-03-01
Also published as: EP2611714A1; US20130240385A1; WO2012028237A1; JP2013545674A; CN103180226A; KR20130103518A

Abstract

Eine Transportvorrichtung (100; 102; 104) für mindestens eine elektrochemische Energiespeichervorrichtung (150) weist mindestens eine Aufnahmevorrichtung (110, 120, 130, 140, 160) zum zumindest teilweisen Aufnehmen des Gefahrgutes (150) sowie mindestens eine Sicherheitseinrichtung (132, 134, 136, 138, 142, 170, 180) gegen eine Gefahrensituation durch das aufgenommene Gefahrgut (150) auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung, insbesondere zum Transportieren und Lagern von Gefahrgut, insbesondere zur Aufnahme von elektrochemischen Energiespeichervorrichtungen, insbesondere Lithium-Ionen-Zellen oder Lithium-Ionen-Batterien.
Speziell im Fall von Lithium-Ionen-Batterien und Lithium-Ionen-Zellen sind folgende konkrete Gefahren bekannt: Austreten des Flüssigelektrolyten, Kurzschluss, Brand bis hin zur Explosion. Um diese Risiken zu reduzieren, weisen derartige Batterien und Zellen oft angepasste Gehäuse auf, welche die Betriebssicherheit erhöhen. So beschrieben z. B. in der EP 2 180 537 A2 .
Bei der Lagerung oder beim Transport von elektrochemischen Energiespeichervorrichtungen, insbesondere wenn diese beschädigt sind, sind deshalb Maßnahmen zu treffen, die das Risiko des Freiwerdens des Inhalts in die Umwelt. unter normalen Lager- oder Beförderungsbedingungen reduzieren oder beseitigen, insbesondere das Freiwerden des Inhalts in die Umwelt verhindern. Einfache Verpackungen, wie etwa Papierkartons sind diesem Zweck nicht dienlich. Es werden vielmehr Aufnahmevorrichtungen benötigt, welche z. B. eine Sicherheit bei der Aufnahme, insbesondere dem Verpacken und dem Transport von beispielsweise elektrochemischen Energiespeichervorrichtungen bieten, um z. B. den Austritt von gefährlichen Stoffen in die Umgebung zu verhindern. Im Stand der Technik werden oft zusätzliche aufwändige Maßnahmen getroffen, z. B. durch Bereitstellen von Feuerlöschern, um eventuell auftretende Brände schnell und effektiv bekämpfen zu können.
Die neuen Anforderungen (möglichst hohe Leistung bei möglichst geringem Gewicht bzw. geringer Größe) an elektrochemische Energiespeichervorrichtungen, die insbesondere als Energiequelle in elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen Verwendung finden können, führen dazu, dass der Transport derselbigen, insbesondere im Falle von beschädigten oder defekten Exemplaren, ein erhöhtes Risiko birgt, da z. B. im Brandfall sehr heftige Zersetzungsreaktionen bis hin zur Explosion stattfinden können, wobei auch giftige und umweltgefährliche Gase wie etwa Chlor oder Schwefeldioxid entstehen können, die in die Umwelt entweichen können.
Deshalb unterliegt der Transport dieser elektrochemischen Energiespeichereinheiten mit vor allem organischen, flüssigen Elektrolyten, im Allgemeinen strengen Vorschriften, welche u. a. in folgenden, größtenteils europaweit geltenden Richtlinien zusammengefasst sind, wie beispielsweise:

• ADR = Europäisches Einkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße
• RID = Europäisches Übereinkommen über den internationalen Schienenverkehr
• IMDG-Code = Gefahrgutkennzeichnung für gefährliche Güter im Seeschiffsverkehr
• ADN = Europäisches Übereinkommen über die Beförderung gefährlicher Güter auf Binnenwasserstraßen
• ICAO-TI und IATA DGR = Regelwerk für den Gefahrguttransport im Luftverkehr

Diese Richtlinien definieren beispielsweise die erlaubte Höchstmenge an zu transportierendem Gefahrgut, erlaubte Verpackungsarten und -materialien sowie Sicherheitsmaßnahmen, wie etwa das Sichern der Ladung gegen Verrutschen, oder das Bereithalten von Feuerlöschern.
Dennoch fehlt in diesen Richtlinien eine technisch durchdachte, und vor allem einheitliche Beschreibung einer verbindlichen Aufnahmevorrichtung für elektrochemische Energiespeichervorrichtungen.
So gilt beispielsweise für gebrauchte Lithium-Ionen-Zellen die Vorschrift (aus ADR), dass diese in so genannten 1H2 Gefäßen transportiert werden dürfen. Die Beschreibung 1H2 steht hierbei für die Art des Containers, das Material und die Kategorisierung:

• 1 Typ des Containers (z. B. Taschen, Boxen)
• H = Material des Containers (z. B. Holz, Stahl)
• 2 = Kategorisierung (z. B. offen oder geschlossen)

Der Fall, dass gesundheits- und umweltschädliche Stoffe dennoch zur Gefahr werden, z. B. austreten können, ist in den oben genannten Richtlinien allerdings nicht beachtet. Dementsprechend sind keine Maßnahmen gefordert, die in diesem Gefahrenfall sinnvoll sind.
Die CA 2,280,620 A1 offenbart eine Batterieverpackung, welche aus zwei Teilen besteht und Batteriehalterungen beinhaltet, die so beabstandet sind, dass eventuell austretende Batterieflüssigkeit in den Zwischenräumen aufgenommen wird.
Die WO 02/21614 A1 offenbart einen Behälter zum Transport von kleinen Batterien, wobei der Behälter eine vorbestimmte Bruchfestigkeit aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere Transportvorrichtung, insbesondere für das Transportieren und Lagern von Gefahrgut, insbesondere von elektrochemischen Energiespeichervorrichtungen bereitzustellen, welche insbesondere einfach und kompakt ist.
Dies wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist, wie im Folgenden ausführlich beschrieben, eine Transportvorrichtung für Gefahrgut, insbesondere für mindestens eine elektrochemische Energiespeichervorrichtung, welche zumindest eine Aufnahmevorrichtung zum zumindest teilweisen Aufnehmen des Gefahrgutes und mindestens eine Sicherheitseinrichtung gegen eine Gefahrensituation durch das Gefahrgut aufweist.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass mindestens eine Sicherheitseinrichtung in die Transportvorrichtung integriert ist. Durch diese Kopplung von Gefahrgut aufnehmender Aufnahmevorrichtung und Sicherheitseinrichtung kann die Sicherheitsfunktion der Sicherheitseinrichtung unmittelbarer, d. h. zum Beispiel gezielter oder schneller, einer möglichen Gefahrensituation entgegenwirken.
Vorzugsweise weist die Aufnahmevorrichtung eine Unterseite auf, die insbesondere zum Aufstellen eines Behältnisses auf einer optionalen Grundplatte ausgestaltet sein kann, indem sie z. B. Vorsprünge zum Einrasten in eine Europalette oder sonstige Unterlagen, (elektro-)magnetische Halteelemente zum Halten an einer metallischen Unterlage oder Sockelelemente, die z. B. elastisch verformbar sein können, oder dergleichen aufweist. Die Unterseite weist vorzugsweise im Wesentlichen mindestens einen ebenen Abschnitt auf oder ist im Wesentlichen eben, sodass bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Transportvorrichtung die Normale dieser Ebene senkrecht zur Gravitationsrichtung verläuft. Diese entspricht im Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung der negativen z-Richtung, die auch mit „nach unten” (entsprechend die positive z-Richtung: „nach oben”) bezeichnet wird. Vis a vis, nämlich über der Unterseite, weist die Aufnahmevorrichtung eine Oberseite auf.
Die Aufnahmevorrichtung weist vorzugsweise einen Rahmen oder ein Gestell auf, oder besteht aus diesem. Dieses ist jeweils vorzugsweise so ausgebildet, dass es ein Aufnahmevolumen einrahmt oder aufspannt. Vorzugsweise ist die Aufnahmevorrichtung, insbesondere der Rahmen oder das Gestell, dazu ausgebildet, um Stabilität zu gewährleisten, die Sicherheit gegen mechanische Belastung der Aufnahmevorrichtung bietet. Vorzugsweise widersteht die Aufnahmevorrichtung einer Belastung durch Überdruck oder Unterdruck im Inneren der Aufnahmevorrichtung von +/–1 bar oder höher bzw. niedriger, wobei diese Druckunterschiede bezüglich einer gedachten oder realen Umhüllung der Aufnahmevorrichtung wirken, die das Innere der Aufnahmevorrichtung gegen ihr Äußeres abgrenzt. Vorzugsweise widersteht die Aufnahmevorrichtung äußeren Belastungen von vorzugsweise bis zu 130 N/cm² oder höher, im Wesentlichen ohne dass die Aufnahmevorrichtung Schaden nimmt.
Der Rahmen oder das Gestell können Befestigungseinrichtungen aufweisen, sodass die Aufnahmevorrichtung und damit die Transportvorrichtung fixiert werden kann, das heißt deren Verschiebbarkeit gegenüber der Umgebung, z. B. dem Boden eines Transporters, eingeschränkt, vorzugsweise unterbunden werden kann. Eine Befestigungseinrichtung kann Rastmittel aufweisen, mittels der die Befestigung durch Verrasten der Transportvorrichtung mit komplementären Rastmitteln der Umgebung erreicht werden kann. Komplementäre Befestigungsmittel, z. B. komplementäre Rastmittel, können auch an der Aufnahmevorrichtung oder der Transportvorrichtung selbst angeordnet sein. In diesem Fall können mehrere Transportvorrichtungen und/oder Aufnahmevorrichtungen miteinander verbunden, z. B. verrastet werden, um z. B. einen Verbund von mehreren Transportvorrichtungen zu bilden oder um z. B. eine Transportvorrichtung mit mehreren verbundenen Aufnahmevorrichtungen zu bilden. Durch die Kopplung mehrerer Aufnahmevorrichtungen der Transportvorrichtung wird deren Beweglichkeit eingeschränkt, was die Sicherheit bei der Lagerung oder beim Transport erhöhen kann.
Die Aufnahmevorrichtung weist vorzugsweise eine Grundplatte auf. Die Grundplatte kann durch einen vorzugsweise quaderförmigen, insbesondere bei Beladung bis 2.000 kg oder mehr stabilen Körper gebildet werden, beispielsweise durch mindestens eine Platte gemäß einem Industriestandard, z. B. eine Europalette, vorzugsweise eine Europalette gemäß DIN EN 13698, welche vorzugsweise eine Grundfläche von 0,1 bis 2 m², vorzugsweise 0,5 bis 1,5 m², vorzugsweise 0,7 bis 1,0 m², vorzugsweise 0,96 m² aufweist. Vorzugsweise kann die Grundfläche auch größer oder kleiner sein. Vorzugsweise weist die Europalette Längenaußenmaße von 100 bis 2.000 mm, vorzugsweise von 800 bis 1.500 mm, vorzugsweise von 1.000 bis 1.300 mm, vorzugsweise von 1.200 mm auf. Vorzugsweise weist die Europalette Breitenaußenmaße von 50 bis 2.000 mm, vorzugsweise von 300 bis 1.500, vorzugsweise von 700 bis 1.200 mm, vorzugsweise von 800 mm auf. Vorzugsweise weist die Europalette Höhenaußenmaße von 10 bis 500 mm, vorzugsweise von 50 bis 350 mm, vorzugsweise von 70 bis 200 mm, vorzugsweise von 144 mm auf. Vorzugsweise können die Längenmaße und/oder Breitenmaße und/oder Höhenmaße der Europalette auch größer oder kleiner sein. Die Benutzung z. B. einer Europalette gemäß DIN EN 13698 bietet den Vorteil, dass viele im Transport und Lagerwesen bereits vorgesehene Einrichtungen, beispielsweise die Ladefläche eines Lastkraftwagens, Bahnwagons oder Schiffscontainers, optimal genutzt werden können, da diese oft schon auf die Standardmaße dieser Europalette optimal dimensioniert sind. Die Grundplatte kann eine Befestigungseinrichtung zur Fixierung der Aufnahmevorrichtung an der Grundplatte oder zur Fixierung der Transportvorrichtung bezüglich deren Umgebung, enthalten, sodass eine Fixierung ermöglicht wird, d. h. die Verschiebbarkeit der Aufnahmevorrichtung oder Transportvorrichtung eingeschränkt, vorzugsweise unterbunden ist.
Der Umfang der Grundplatte kann vorzugsweise dem Umfang des optionalen Rahmens oder des optionalen Gestells entsprechen. Der Umfang der Grundplatte kann aber auch größer oder kleiner sein als der Umfang des Rahmens oder des Gestells.
Die Aufnahmevorrichtung kann eine Verschlusseinrichtung, z. B. eine Verschlussplatte aufweisen, die als Deckeleinrichtung ausgebildet sein kann. Die Verschlusseinrichtung kann ein separates, insbesondere mit der Aufnahmevorrichtung verbindbares Bauteil sein oder kann mit der Aufnahmevorrichtung fest, also nicht zerstörungsfrei lösbar, verbunden sein. Die Aufnahmevorrichtung kann ferner eine Halteeinrichtung zum Halten der Verschlusseinrichtung aufweisen. Die Halteeinrichtung kann eine Scharnieranordnung oder eine Schienenanordnung aufweisen, sodass die Verschlussanordnung als Schwenk- oder Schiebeverschluss ausführbar ist. Die Verschlussplatte kann eine Fixiereinrichtung enthalten, sodass sie an der Aufnahmevorrichtung fixiert werden kann. Die Fixiereinrichtung kann z. B. Rastmittel enthalten, oder magnetische Verschlusselemente oder Riegelelemente.
Der Umfang der Verschlussplatte kann dem Umfang des optionalen Rahmens oder des optionalen Gestells entsprechen. Der Umfang der Verschlussplatte kann aber auch größer oder kleiner sein als der Umfang des Rahmens oder des Gestells.
Die Aufnahmevorrichtung kann als offenes oder geschlossenes Behältnis ausgebildet sein oder ein solches aufweisen, welches beispielsweise Grundplatte, Rahmen oder Gestell und Verschlussplatte aufweisen kann. Das Behältnis weist vorzugsweise mindestens eine Seitenwand auf, die z. B. hohlzylinderartig geformt sein kann, oder weist vorzugsweise mindestens vier verbundene Seitenwände auf, die im Wesentlichen ein quaderförmiges Volumen umschließen. Das Aufnahmevolumen des Behältnisses ist vorzugsweise dazu geeignet, ein flüssiges Volumen von z. B. vorzugsweise 1 bis 1.000 dm³, 100 bis 800 dm³, 200 bis 700 dm³, 500 bis 700 dm³ oder mehr oder weniger aufzunehmen und dieses zumindest in Gravitationsrichtung (nach unten) gegen ein Auslaufen unter Gravitation zu schützen.
Die Aufnahmevorrichtung/en kann/können gegen die Umgebung geschlossen oder verschließbar sein. Vorzugsweise weist die Aufnahmevorrichtung mindestens eine Öffnung oder eine Mehrzahl (z. B. > 2) oder eine Vielzahl (z. B. > 8) von Öffnungen auf, insbesondere solche, mittels derer eine Wirkbeziehung des Inneren der Aufnahmevorrichtung zum Äußeren der Aufnahmevorrichtung oder der Transportvorrichtung möglich ist. Dadurch kann insbesondere eine Sicherheitseinrichtung mit dem Inneren der Aufnahmevorrichtung, z. B. mit dem Gefahrgut, wechselwirken, um z. B. einen Brand zu löschen. Diese mindestens eine Öffnung ist vorzugsweise an oder in der Oberseite der Aufnahmevorrichtung oder nahe davon ausgebildet, vorzugsweise in der optionalen Verschlusseinrichtung.
Die Bestandteile der Transportvorrichtung, beispielsweise Grundplatte oder Rahmen oder Gestell oder Seitenwände der Aufnahmevorrichtung, können aus beliebigen Materialien bestehen, welche sich zur Aufnahme des jeweiligen Gefahrgutes eignen, vorzugsweise behandeltes, z. B. beschichtetes oder unbehandeltes Holz, oder jeweils ebensolches Plastik, Metall, Stahl, Aluminium, Feinblech, Grobblech, Faser, Faserngebilde, oder Filz, oder Verbundmaterialien.
Die Bestandteile, wie beispielsweise Grundplatte, Seitenflächen, Rahmen oder Gestell und Verschlussplatte können vorzugsweise stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig miteinander verbunden sein, wodurch vorzugsweise ein unerwünschter Stoffaustritt aus der Transportvorrichtung in die Umgebung und umgekehrt, ein Stoffeintritt aus der Umgebung in die Transportvorrichtung reduziert, noch bevorzugter verhindert werden kann, insbesondere im Gefahrenfall. Die Aufnahmevorrichtung oder die Transportvorrichtung kann als Modul ausgebildet sein, welches stoffschlüssig und/oder bevorzugt kraftschlüssig und/oder besonders bevorzugt formschlüssig verbindbar mit anderen Modulen ist, wodurch ein kompakter Verbund von Aufnahmevorrichtungen innerhalb einer Transportvorrichtung oder ein Verbund von Transportvorrichtungen erhalten werden kann.
Die Aufnahmevorrichtung/en kann/können flexibel, insbesondere elastisch, d. h. z. B. mit E-Modul < 0,5 kN/mm² (oder 0,1 oder 0,05) ausgebildet sein, was durch die Verwendung von Elastomeren, z. B. Silikonkautschuk erreicht werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Aufnahmeeinrichtung starr, insbesondere im Wesentlichen unelastisch ausgebildet sein, z. B. mit E-Modul > 0,5 kN/mm² (oder 0,1 oder 0,05). Ferner kann die Aufnahmevorrichtung flexible Bauteile in Kombination mit starren Bestandteilen oder ohne starre Bestandteile aufweisen, die z. B. auch einer Sicherheitseinrichtung zugeordnet sein können. Elastische Eigenschaften bieten den Vorteil, dass mechanische Stöße, die z. B. von außen auf die Aufnahmevorrichtung wirken, absorbiert werden können, was Beschädigungen verhindern kann. Starre Eigenschaften verhindern die unerwünschte Verformung und bieten Formbeständigkeit, was ebenfalls bevorzugt sein kann, um eine stabile Aufnahmevorrichtung bereitzustellen.
Vorzugsweise weist die Aufnahmevorrichtung mindestens eine Dämpfungseinrichtung auf. Diese kann einen oder mehrere elastische oder unelastisch verformbare Abschnitte aufweisen, mittels derer z. B. bei mechanischen Stößen, z. B. bei Aufprallsituationen, eine kinetische Energie in Verformungsenergie und Wärmeenergie gewandelt werden kann, um den mechanischen Stoß oder Vibrationen im Wesentlichen zu absorbieren. Dadurch kann das Gefahrgut geschützt werden. Solche Abschnitte können Bestandteile der jeweils optionalen Seitenwände, der Verschlusseinrichtung, der Grundplatte, des Rahmens oder des Gestells oder Umhüllung der Aufnahmevorrichtung sein. Die Anzahl der Abschnitte kann 1, 2 bis 5, 6 bis 10, 11 bis 20, 30 bis 50 oder mehr sein. Sie können an einer oder mehreren Seiten der Aufnahmevorrichtung angeordnet sein und insbesondere gleichmäßig, z. B. äquidistant, verteilt sein. Ferner können diese Abschnitte separate Bauteile sein, die an der Aufnahmevorrichtung oder an einem ihrer Bestandteile angeordnet sind oder fixiert sind. Beispielsweise kann dieser verformbare Abschnitt auch als geschlossene oder teilweise Umhüllung der Aufnahmevorrichtung ausgebildet sein, um eine „äußere Pufferzone” zu bilden.
Vorzugsweise kann eine Aufnahmevorrichtung im Wesentlichen ein einziges Bestandteil aufweisen und integral geformt sein, beispielsweise als eine Aluminiumverbundfolie oder als Aluminiumteil, und/oder mehrere Bestandteile aufweisen, beispielsweise eine Grundplatte, einen Rahmen oder ein Gestell oder eine Verschlussplatte.
Die Transportvorrichtung kann so ausgebildet sein, dass eine erste Aufnahmevorrichtung mindestens eine zweite Aufnahmevorrichtung vollständig oder zumindest teilweise umschließt. Eine erste Aufnahmevorrichtung kann mindestens eine zweite Aufnahmevorrichtung vollständig oder zumindest teilweise umschließen, sodass keinerlei Wirkbeziehung zwischen der mindestens zweiten Aufnahmevorrichtung und der Umgebung der ersten Aufnahmevorrichtung und damit der gesamten Transportvorrichtung besteht. Eine erste Aufnahmevorrichtung kann die mindestens zweite Aufnahmevorrichtung vollständig oder teilweise umschließen, sodass Wirkbeziehung zwischen der mindestens zweiten Aufnahmevorrichtung und Umgebung möglich ist. Eine erste Aufnahmevorrichtung kann mit mindestens einer zweiten Aufnahmevorrichtung in Wirkbeziehung stehen. Eine erste Aufnahmevorrichtung kann mit mindestens einer zweiten Aufnahmevorrichtung in keinerlei Wirkbeziehung stehen. Eine erste Aufnahmevorrichtung kann gemeinsame Teile mit mindestens einer zweiten Aufnahmevorrichtung aufweisen. Eine erste Aufnahmevorrichtung kann stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit mindestens einer zweiten Aufnahmevorrichtung in Kontakt stehen.
Durch diese Kombinationsmöglichkeiten mindestens einer ersten und einer zweiten Aufnahmevorrichtung kann eine Transportvorrichtung mit besonderen Vorteilen hinsichtlich Funktionalität, Flexibilität, Aufnahmesicherheit, Füllgutschutz und Handhabbarkeit geschaffen werden.
Vorzugsweise kann eine erste Transportvorrichtung mit mindestens einer zweiten Transportvorrichtung vorzugsweise stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig verbunden sein.
In einer Ausführungsform ist/sind die Aufnahmevorrichtung/en (eine) Außenverpackungen, welche die Transportvorrichtung gegen die Umwelt nach außen zumindest teilweise abgrenzt und insbesondere wiederverwertbar oder nicht wiederverwertbar ist und im Gebrauch entsprechend wieder verwertet wird oder nicht wieder verwertet wird.
In einer Ausführungsform ist/sind die Aufnahmevorrichtung/en (eine) Bergungsverpackungsvorrichtung/en, die ein Gefahrgut wiederholbar aufnehmen kann, um dieses z. B. aus Gefahrensituationen (z. B. bei Unfall, Lagerungsschaden, etc.) zu bergen, und die vorzugsweise wiederverwertbar ist und im Gebrauch entsprechend wieder verwertet wird.
Die Sicherheitseinrichtung kann alleine oder in Kombination mit anderen Sicherheitseinrichtungen Bestandteil der Transportvorrichtung sein. Vorzugsweise können mindestens eine Aufnahmevorrichtung oder Teile einer Aufnahmevorrichtung stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit mindestens einer Sicherheitseinrichtung verbunden sein.
Die Sicherheitseinrichtung/en kann/können sich im inneren der Aufnahmevorrichtungen befinden. Die Sicherheitseinrichtung/en kann/können sich außen an/auf der Aufnahmevorrichtung/en befinden. Die Sicherheitseinrichtung/en kann/können sich zwischen einer ersten und mindestens einer zweiten Aufnahmevorrichtung befinden. Ein(ige) Teile der Sicherheitseinrichtung/en kann/können außen an/auf der Aufnahmevorrichtung und/oder Teile im Inneren der Aufnahmevorrichtung/en angeordnet sein.
Die Sicherheitseinrichtung/en kann/können mit der/den Aufnahmevorrichtung/en und/oder der Umgebung in Wirkbeziehung stehen. Die Sicherheitseinrichtung/en kann/können mit der/den Aufnahmevorrichtung/en und der Umgebung in keinerlei Wirkbeziehung stehen.
In einer Ausführungsform können mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen vorgesehen sein. Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können sich im Inneren der Aufnahmevorrichtung/en befinden. Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können sich außen an/auf der Aufnahmevorrichtung/en befinden. Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können sich zwischen Aufnahmevorrichtungen befinden. Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können Teil/e außen an/auf der Aufnahmevorrichtung/en und/oder Teile im Inneren der Aufnahmevorrichtung/en aufweisen.
Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können mit der/den Aufnahmevorrichtungen in Wirkbeziehung stehen. Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können mit der/den Aufnahmevorrichtung/en in keinerlei Wirkbeziehung stehen. Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können mit der Umgebung in keinerlei Wirkbeziehung stehen. Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können mit der Umgebung in Wirkbeziehung stehen.
Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können miteinander in Wirkbeziehung stehen. Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können miteinander in keinerlei Wirkbeziehung stehen. Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können miteinander und/oder der Aufnahmevorrichtung/en und/oder der Umgebung in Wirkbeziehung stehen. Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können miteinander und/oder Aufnahmevorrichtung/en und/oder der Umgebung in keinerlei Wirkbeziehung stehen. Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können mit mindestens einer Aufnahmevorrichtung und der Umgebung in Wirkbeziehung stehen. Die mindestens zwei Sicherheitseinrichtungen können mit mindestens einer Aufnahmevorrichtung und der Umgebung in keinerlei Wirkbeziehung stehen.
Die Sicherheitseinrichtungen können dem gleichen Zweck dienlich sein, beispielsweise der Brandvermeidung. Die Sicherheitseinrichtungen können verschiedenen Zwecken dienlich sein, beispielsweise kann eine erste Sicherheitseinrichtung der Brandvermeidung und kann eine zweite Sicherheitseinrichtung dem Auffangen von austretenden Flüssigkeiten dienen.
Vorteilhafterweise ist mindestens eine Sicherheitseinrichtung zur Brandvermeidung und/oder Brandbekämpfung Bestandteil der Transportvorrichtung. Vorteilhafterweise ist mindestens eine Sicherheitseinrichtung zu Verhinderung von Stoffaustritt aus der Transportvorrichtung in deren Umgebung Bestandteil der Transportvorrichtung. Vorteilhafterweise ist mindestens eine Sicherheitseinrichtung zu Verhinderung von Stoffeintritt aus der Umgebung der Transportvorrichtung in die Transportvorrichtung Bestandteil der Transportvorrichtung.
Vorteilhafterweise sind mindestens drei Sicherheitseinrichtungen vorgesehen, wobei mindestens eine erste Sicherheitseinrichtung der Brandvermeidung und/oder Brandbekämpfung, mindestens eine zweite Sicherheitseinrichtung der Aufnahme und/oder dem Entfernen von festen, flüssigen oder gasförmigen (chemischen) Stoffen aus dem Inneren einer Aufnahmevorrichtung, und mindestens eine dritte Sicherheitseinrichtung der Aufnahme und/oder Entfernen von festen, flüssigen oder gasförmigen (chemischen) Stoffen aus der äußeren Umgebung einer Aufnahmevorrichtung dient.
Die Sicherheitseinrichtung/en können werden jeweils bevorzugt vor, während und nach dem Zusammenbau der Transportvorrichtung eingefügt.
Vorteilhafterweise ist eine Sicherheitseinrichtung, insbesondere ein Behältnis mit Löschmittel, auf einer ersten Aufnahmevorrichtung platziert, wobei insbesondere die Sicherheitseinrichtung bei einer Mindesttemperatur und/oder Mindestdruck ein Löschmittel freigibt. Vorzugsweise verursacht eine sich schnell zersetzende Kapsel bei einer Mindesttemperatur und/oder einem Mindestdruck die Freisetzung des Löschmittels. Vorzugsweise erfolgt die Freisetzung des Löschmittels durch Versprühen.
Vorzugsweise ist die Sicherheitseinrichtung als Behältnis ausgebildet, vorzugsweise als Pad. Unter Pad ist ein Behältnis zu verstehen, das ein Füllgut enthält. Ein Pad weist vorzugsweise einen Innenraum für die Aufnahme von Substanzen, beispielsweise Löschmittel auf, welche vorzugsweise trocken, gelartig oder flüssig sind oder vorzugsweise Aerosollöschmittel aufweisen. Der Raum für die Aufnahme besagter Substanzen wird vorzugsweise definiert durch eine Umhüllung des Pads, welche vorzugsweise flexibel ist. Vorzugsweise ist die Umhüllung folienartig ausgebildet. Die Umhüllung kann mehrstückig oder einstückig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist in der Umhüllung eine Sollbruchstelle an bestimmter Position bzw. bestimmten Positionen angebracht, welche sich bei Überschreiten oder Unterschreiten bestimmter Werte für Parameter, beispielsweise bei erhöhtem Druck oder erhöhter Temperatur öffnet, und den Inhalt in die Umgebung entlässt. Solch eine Sollbruchstelle kann beispielsweise als Naht, insbesondere als Schweißnaht ausgebildet sein.
Vorzugsweise befindet sich in der Umhüllung oder innerhalb der Umhüllung eine, bei Überschreiten oder Unterschreiten bestimmter Werte für Parameter, beispielsweise bei erhöhtem Druck oder erhöhter Temperatur, sich schnell zersetzende Kapsel, welche einen Druckanstieg innerhalb der Umhüllung verursacht, beispielsweise durch Freisetzen von Gasen, wodurch das Löschmittel freigesetzt wird, vorzugsweise versprüht wird, vorzugsweise durch Öffnen einer oder mehrere Sollbruchstellen. Es ist aber auch denkbar, dass sich innerhalb der Umhüllung ein Löschmittel befindet, welches nach einer Aktivierung, beispielsweise nach einem Temperaturanstieg über einen definiert Wert hinweg, aktiviert wird, und sich in ein schnell expandierendes Löschmittel, beispielsweise in eine Aerosol umwandelt.
In einer Ausführungsform ist vorteilhafterweise mindestens eine Sicherheitseinrichtung als Feuerlöscheinrichtung ausgebildet. Bevorzugt enthält die Feuerlöscheinrichtung mindestens ein Löschmittel oder Mischungen aus Löschmitteln. Das Löschmittel kann aus Inertgas, insbesondere aus CO₂, Ar oder N₂ oder aus Gasmischungen bestehen oder diese aufweisen. Das Löschmittel kann aus einem reaktionshemmendes Mittel und/oder Montageschaum bestehen oder diese aufweisen. Das Löschmittel kann aus Kühlwasser bestehen oder dieses aufweisen, welches mindestens einen Löschmittelzusatz enthalten kann. Das Löschmittel kann ferner aus einem Aerosol stehen oder ein Aerosol aufweisen. Dieses Aerosol kann ein trockenes Aerosol sein. Das Löschmittel kann ein Löschpulver sein, insbesondere ein ABC-Pulver, ein BC-Pulver, oder ein D-Pulver.
Vorzugsweise wird mindestens ein Löschmittelzusatz bestehend aus einer Polymerzubereitung, welche ein Vielfaches ihres Gewichtes an Wasser aufnimmt, und ein haftfähiges und hitzeabschirmendes Gel, ohne Lufteinschlüsse, bestehend aus gleichmäßig verdicktem Wasser, verwendet.
Vorzugsweise besitzt mindestens ein Löschmittelzusatz eine gute Adhäsionsfähigkeit auch an glatten, senkrechten Flächen. Bevorzugt werden Schichtdicken bis 10 mm gebildet. Die Schichtdicke kann aber auch größer oder kleiner sein. Vorzugsweise reduziert der mindestens eine Löschmittelzusatz aufgrund physikalisch-chemischer Eigenschaften die Verdunstungsrate des Wassers auch bei hohen Temperaturen. Weiterhin bevorzugt wird dadurch der Löschwasserverbrauch gesenkt. Vorzugsweise ist der mindestens eine Löschmittelzusatz zumindest teilweise biologisch abbaubar. Besonders bevorzugte Löschmittelzusätze weisen eine Produktviskosität von 200 bis 500 mPas bei 20°C auf. Die Produktviskosität kann aber auch größer oder kleiner sein. Weiterhin besonders bevorzugte Löschmittelzusätze weisen Dichten von 1,05 g/cm³ auf. Die Dichte kann aber auch größer oder kleiner sein.
Besonders bevorzugte Löschmittelzusätze) weisen einen pH-Wert zwischen 6,9 und 7,1 bei 20°C auf. Der pH-Wert kann aber auch größer oder kleiner sein. Die bevorzugte Dosierrate der Löschmittel(zusätze) beträgt 1,0% bis 1,5% bei Brandbekämpfung, 2,0% bis 3,0% bei Abschirmung, und 1,0% bis 2,0% bei Löschanlagen. Die Dosierrate kann aber auch größer oder kleiner sein. Solch ein Löschmittelzusatz wird beispielsweise unter dem Handelsnamen „Firesorb” von der Firma Evonik vertrieben (2010; Zulassungsnummer PL 1-98)
Vorzugsweise weist mindestens eine Sicherheitseinrichtung eine Druckentlastungseinrichtung auf, die vorzugsweise wiederverschließbar ist, und die insbesondere ein Ventil, zum Beispiel ein Hörbiger-Ventil und/oder Klappe, zum Beispiel eine Mehrfach-Klappe, die zum Beispiel mehrere Lamellen aufweisen kann, wobei sich benachbarte Lamellen im geschlossenen Zustand berühren können. Die Klappe kann insbesondere eine federbeaufschlagte Klappe sein. Die Sicherheitseinrichtung kann ferner eine Sollbruchstelle aufweisen, insbesondere in einem Teil der Aufnahmevorrichtung, zum Beispiel in der Verschlusseinrichtung.
Die Transportvorrichtung weist vorzugsweise mindestens ein Wannenelement auf. Ein Wannenelement kann ein trogförmiges Bauteil sein, insbesondere eine Auffangwanne. Vorzugsweise ist mindestens eine Sicherheitseinrichtung als Auffangwanne für aus der Aufnahmevorrichtung austretende Flüssigkeiten ausgebildet, und vorzugsweise aus geeignetem Material oder Kombinationen aus geeigneten Materialien, insbesondere Stahl, Blech, Aluminium, Kupfer, Metall, Plastik, zum Beispiel PVC oder PE, oder auch aus einer oder mehrerer Folien eines oder mehrerer dieser Materialien ausgebildet. Vorzugsweise ist die Aufnahmevorrichtung innerhalb und/oder oberhalb der Auffangwanne angeordnet und vorzugsweise innerhalb der Auffangwanne angeordnet. Vorzugsweise sind die seitlichen Maße dieser Auffangwanne derart, dass die seitlichen Maße einer Standard-Europalette nicht überschritten werden oder dass die seitlichen Maße der Auffangwanne im Wesentlichen mit den seitlichen Maßen in einer Standard-Europalette übereinstimmen. Die Auffangwanne kann stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig mit mindestens einer Aufnahmeeinrichtung verbunden sein, insbesondere fest, also nicht zerstörungsfrei lösbar, verbunden sein. Es ist aber auch möglich, dass die Auffangwanne nicht mit der mindestens einen Aufnahmevorrichtung verbunden ist.
Vorzugsweise weisen der Boden oder die Seiten eines Wannenelements mindestens eine Beabstandungseinrichtung, beispielsweise einen oder mehrere Sockel oder Rippen auf, um den Boden der Wanne von der Unterseite des Bodens der darüber angeordneten Aufnahmevorrichtung zu beabstanden. Es kann aber auch die Unterseite des Bodens der Aufnahmevorrichtungen besagte Beabstandungseinrichtung aufweisen. Vorzugsweise bestehen besagte Beabstandungseinrichtungrn aus dafür geeigneten Materialien, wie beispielsweise Holz oder Metall. Vorzugsweise sind besagte Beabstandungseinrichtungen stoff- und/oder kraftschlüssig mit dem Boden der Auffangwanne und der Unterseite des Bodens der Aufnahmevorrichtung verbunden. Eine Beabstandungseinrichtung kann Rastmittel aufweisen, mittels der die Befestigung durch Verrasten der Transportvorrichtung mit komplementären Rastmitteln der Wanne erreicht werden kann.
Vorzugsweise ist mindestens eine Sicherheitseinrichtung zur chemischen und/oder physikalischen Adsorption und/oder chemischen und/oder physikalischen Absorption von festen und/oder flüssigen und/oder gasförmigen (chemischen) Substanzen befähigt.
Vorzugsweise ist das Gefahrgut von mindestens einer Sicherheitseinrichtung umschlossen welche zur chemischen und/oder physikalischen Adsorption und/oder chemischen und/oder physikalischen Absorption von festen und/oder flüssigen und/oder gasförmigen chemischen Substanzen befähigt ist.
In einer Ausführungsform ist eine Sicherheitseinrichtung als schnell härtender Schaum ausgebildet. Dieser Schaum kann beispielsweise brandhemmende und/oder feuchtigkeitsaufnehmende und/oder stoßdämpfende Eigenschaften aufweisen.
Vorzugsweise ist mindestens eine Sicherheitseinrichtung, insbesondere zur Brandvermeidung, als schwerentflammbare und/oder gas- und/oder flüssigkeitsdichte Umhüllung des Gefahrguts ausgebildet, vorzugsweise bestehend aus Verbundfolie und/oder keramischen Sprühmaterial (beispielsweise solches, welches bekannt ist unter dem Handelsnamen Separion der Firma Evonik Industries AG) und/oder hitzeabschirmenden, anhaftenden Gel und/oder Montageschaum mit Entzündungsschutz und/oder PCM (Phase-Change-Material), und wird vorzugsweise aus Dosen auf das Gefahrgut aufgesprüht.
Vorzugsweise kann die schwerentflammbare und/oder gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte Umhüllung des Gefahrguts aus einer Polymerzubereitung, welche ein Vielfaches ihres Gewichtes an Wasser aufnimmt, und ein haftfähiges und hitzeabschirmendes Gel, ohne Lufteinschlüsse, bestehend aus gleichmäßig verdicktem Wasser, bestehen. Vorzugsweise besitzt die schwerentflammbare und/oder gas- und/oder flüssigkeitsdichte Umhüllung des Gefahrguts eine gute Adhäsionsfähigkeit auch an glatten, senkrechten Flächen. Bevorzugt werden Schichtdicken bis 10 mm gebildet. Die Schichtdicke kann aber auch größer oder kleiner sein. Vorzugsweise reduziert die schwerentflammbare und/oder gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte Umhüllung des Gefahrguts aufgrund physikalisch-chemischer Eigenschaften die Verdunstungsrate des Wassers auch bei hohen Temperaturen. Weiterhin bevorzugt wird dadurch der Löschwasserverbrauch gesenkt. Vorzugsweise ist die schwerentflammbare und/oder gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte Umhüllung des Gefahrguts zumindest teilweise biologisch abbaubar. Besonders bevorzugte schwerentflammbare und/oder gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte Umhüllungen des Gefahrguts weisen eine Produktviskosität von 200 bis 500 mPas bei 20°C auf. Die Produktviskosität kann aber auch größer oder kleiner sein. Weiterhin besonders bevorzugte schwerentflammbare und/oder gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte Umhüllungen des Gefahrguts weisen Dichten von 1,05 g/cm³ auf. Die Dichte kann aber auch größer oder kleiner sein.
Besonders bevorzugte schwerentflammbare und/oder gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte Umhüllungen des Gefahrguts weisen einen pH-Wert zwischen 6,9 und 7,1 bei 20°C auf. Der pH-Wert kann aber auch größer oder kleiner sein.
Die bevorzugte Dosierrate der schwerentflammbaren und/oder gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte Umhüllung des Gefahrguts beträgt 2,0% bis 3,0% bei Abschirmung. Die Dosierrate kann aber auch größer oder kleiner sein. Solch eine schwerentflammbare und/oder gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte Umhüllung des Gefahrguts wird beispielsweise unter dem Handelsnamen „Firesorb” von der Firma Evonik vertrieben (2010; Zulassungsnummer PL 1-98) Besonders bevorzugt ist mindestens eine Sicherheitseinrichtung als schwerentflammbare und/oder gasdichte und/oder flüssigkeitsdichte Umhüllung des Gefahrguts ausgebildet, und befähigt, Hitze abzuschirmen. Vorzugsweise ist die Umhüllung so ausgebildet, dass eine Temperatur von jeweils vorzugsweise 100°C, 150°C, 200°C im Inneren einer Aufnahmevorrichtung am Gefahrgut nicht überschritten wird.
Vorzugsweise weist die mindestens eine Sicherheitseinrichtung eine Gasabsaugeinrichtung auf, die z. B. einen Ventilator aufweisen kann. Vorzugsweise weist die Gasabsaugeinrichtung eine Filtereinrichtung auf, beispielsweise ein Aktivkohlefiltersystem, die z. B. ein im Inneren einer Aufnahmevorrichtung entstehendes Gasgemisch) absaugen und vorzugsweise filtern kann, um den Gasaustritt in die Umgebung der Aufnahmevorrichtung zu reduzieren, zu modifizieren oder zu verhindern. Das Filtersystem kann ein katalytisch und/oder mechanisch wirkendes Filtersystem sein. Die Sicherheitseinrichtung kann ferner unabhängig von der Gasabsaugeinrichtung eine Filtereinrichtung aufweisen.
Vorzugsweise weist mindestens eine Sicherheitseinrichtung eine Sensorik auf, welche insbesondere Atmosphärendruck, und/oder mechanischen Druck und/oder die Temperatur und/oder Feuchtigkeit und/oder Luftzusammensetzung innerhalb und/oder außerhalb der Transportvorrichtung und/oder innerhalb und/oder außerhalb der Aufnahmevorrichtung/en und/oder innerhalb und/oder außerhalb des Gefahrguts misst. Die Sensorik kann mindestens einen Temperaturmessfühler aufweisen. Die Sicherheitseinrichtung, insbesondere die Sensorik, kann eine Steuereinrichtung aufweisen, die insbesondere eine Recheneinrichtung, zum Beispiel integrierte Schaltkreise oder einen Mikrocontroller beinhalten kann.
Vorzugsweise kann die Sensorik mit dem Fahrzeug und/oder dem Gefahrgut, in Wirkbeziehung stehen, beispielsweise mit dem Batteriemanagementsystem (BMS) einer elektrochemischen Energiespeichereinheit in Kontakt stehen, und vorzugsweise bei Über- oder Unterschreiten definierter Werte für Parameter mindestens eine weitere Sicherheitseinrichtung, beispielsweise eine Löschanlage auslösen.
In einer Ausführungsform kann die Sensorik mit mindestens einer Sicherheitseinrichtung, beispielsweise ausgebildet zur Brandvermeidung oder Brandbekämpfung, in Wirkbeziehung stehen.
In Wirkbeziehung stehen bedeutet hier auch, dass die Sensorik spezifische Parameter, beispielsweise Temperatur oder Ladezustand der Batterie misst und bei Überschreiten oder Unterschreiten bestimmter vorher definierter Werte beispielsweise das Freisetzen von Löschmittel aus einer Sicherheitseinrichtung zur Brandbekämpfung bewirkt. Die Sensorik kann beispielsweise aber auch bewirken, dass dem Fahrer des Fahrzeugs angezeigt wird, beispielsweise durch eine Warnlampe, welche sich in der Fahrerkabine befindet, oder durch ein akustisches Signal, dass bestimmte Parameterwerte über- oder unterschritten wurden, sodass der Fahrer geeignete Maßnahmen ergreifen kann, wie beispielsweise das Auslösen einer als Löschanlage ausgestalteten Sicherheitseinrichtung.
Vorteilhafterweise stehen die Sensoren mit einem Steuerelement, welches zur Sensorik gehört, in Kontakt, welches die von der Sensorik gemessenen Werte für Parameter wie beispielsweise Druck oder Temperatur mit vorher definierten Werten von Parametern vergleicht, und bei Über- oder Unterschreitung der vorher definierten Werte Sicherheitseinrichtungen, wie beispielsweise eine Löschanlage auslöst. Bevorzugt werden die von der Sensorik gemessenen Werte für Parameter wie beispielsweise Druck oder Temperatur an den Fahrer gemeldet, so dass dieser bei Über- oder Unterschreiten vorher definierter Werte Sicherheitseinrichtungen auslösen kann.
Vorzugsweise weist die Transportvorrichtung eine Steuereinrichtung auf. Diese kann elektrische Schaltkreise, einen Mikrokontroller, Daten- und Spannungsversorgungselemente umfassen. Ferner kann diese mit Sensoren verbunden sein, die optional Bestandteile der Transportvorrichtung, insbesondere der Aufnahmevorrichtung oder Sicherheitseinrichtung sind. Dadurch wird eine aktive Kontrolle und Überwachung der Transportvorrichtung ermöglicht.
Vorzugsweise weist die Transportvorrichtung eine Kühl- bzw. Temperatureinrichtung auf, die insbesondere von dieser Steuereinrichtung überwacht werden kann. Dadurch kann der Bildung einer kritischen Temperatur im Inneren der Transportvorrichtung bzw. der Aufnahmevorrichtung entgegenwirkt werden.
Vorzugsweise weist die Transportvorrichtung Mittel zur Überwachung des Ladezustands elektrochemischer Energiespeicherelemente, z. B. Zellen, Batterien, Sekundärbatterien auf. Diese Mittel sind insbesondere zum Überwachen des Ladens und/oder Entladens dieser Energiespeichervorrichtungen ausgebildet. Dadurch kann beispielsweise ermöglicht werden, dass in der Transportvorrichtung angeordnete Energiespeichervorrichtungen z. B. während Transport oder Lagerung in ihrem Zustand überwacht werden, insbesondere ein Laden und/oder Entladen während des Transports oder des Lagerns überwacht werden.
Vorzugsweise weist die Transportvorrichtung bzw. Aufnahmevorrichtung elektrische Anschlüsse auf, um elektrochemische Energiespeichereinheiten anzuschließen.
So wird eine Transportvorrichtung erhalten, welche insbesondere sicher und kompakt ist, insbesondere zum Transport von Gefahrgut, beispielsweise von elektrochemischen Energiespeichereinheiten.
Vorteilhafterweise ist bei einer Ausführungsform eine Palette, vorzugsweise eine Europalette als Grundplatte Bestandteil der Transportvorrichtung. Vorteilhafterweise ist bei einer Ausführungsform ein Aufsetzrahmen aus beispielsweise Holz, Blech, Stahl, oder Plastik als Abgrenzung zur Umgebung Bestandteil der Transportvorrichtung. Vorteilhafterweise wird bei einer Ausführungsform eine Aufnahmevorrichtung bestehend aus Aluminiumverbundfolie und PU-Schaumpolster verwendet, welche das Gefahrgut umschließt. Vorteilhafterweise wird bei einer Ausführungsform eine Sicherheitseinrichtung, insbesondere ein Behältnis mit Löschmittel auf einer ersten Transportvorrichtung platziert, wobei die Sicherheitseinrichtung bei einer Mindesttemperatur und/oder Mindestdruck das Löschmittel freigibt, vorzugsweise verursacht eine sich schnell zersetzende Kapsel bei einer Mindesttemperatur und/oder Mindestdruck die Freisetzung des Löschmittels.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Zusammenbau der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung weist folgende, jeweils optionalen, Schritte auf:
In einem ersten Schritt werden alle Bestandteile einer Aufnahmevorrichtung bereitgestellt. In einem weiteren Schritt werden die bereitgestellten Bestandteile der Aufnahmevorrichtung zusammengefügt. In einem weiteren Schritt werden alle Bestandteile einer Sicherheitseinrichtung bereitgestellt. In einem weiteren Schritt werden alle Bestandteile der Sicherheitseinrichtung zusammengefügt. Alternativ können auch bereits fertig zusammengefügte Sicherheitseinrichtungen (beispielsweise Feuerlöscher) oder Aufnahmevorrichtungen (beispielsweise Kisten) verwendet werden. In einem weiteren Schritt kann die Sicherheitseinrichtung an oder in der Aufnahmevorrichtung angeordnet werden und umgekehrt, wodurch man einen erfindungsgemäße Transportvorrichtung erhält. Alternativ können auch mehrere Aufnahmevorrichtungen mit mindestens einer Sicherheitseinrichtung angeordnet werden, um eine erfindungsgemäße Transportvorrichtung zu erhalten.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Transportvorrichtung insbesondere zum Transport von neuen, neuartigen, neu entwickelten, oder verkaufsfertigen Versandstücken mit gefährlichen Gütern oder gefährliche Güter, insbesondere zum Transport von neuen, neuartigen, neu entwickelten, oder verkaufsfertigen elektrochemischen Energiespeichereinheiten verwendet werden.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Transportvorrichtung insbesondere zum Transport von beschädigten, defekten oder undichten Versandstücken mit gefährlichen Gütern oder gefährliche Güter, insbesondere zum Transport von beschädigten, defekten oder undichten elektrochemischen Energiespeichereinheiten verwendet werden.
Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung können zur Ausgestaltung des jeweiligen erfindungsgemäßen Gegenstands kombiniert werden.
Zur Beschreibung der Erfindung werden insbesondere folgende Begriffe definiert:
Eine „Bergungsverpackung” ist eine Verpackungsvorrichtung, die zum Transport von beschädigten, defekten oder undichten Gefahrgut, die verschüttet wurden oder ausgetreten sind, eingesetzt werden, um diese zu Zwecken der Wiedergewinnung oder der Entsorgung zu befördern.
„Gefahrgut” wird auch bezeichnet als gefährliches Gut, bzw. Gefahrgüter, gefährliche Güter. Unter diesem Begriff sind Stoffe, Gegenstände, Produkte, Geräte, Bauteile, Lösungen, Gemische, Zubereitungen oder Gemenge zu verstehen, welche Stoffe enthalten, von denen aufgrund ihrer chemischen und/oder physikalischen Eigenschaften und/oder chemischen und/oder physikalischen Zustände und/oder ihrer Natur beim Transport Gefahren für wichtige Gemeingüter, für Gesundheit und Leben von Menschen, Tieren, Umgebung, Natur und anderen Sachen, sowie für die Allgemeinheit, öffentliche Sicherheit oder Ordnung, ausgehen können, wie etwa beispielsweise elektrochemische Energiespeichervorrichtungen (z. B. Lithium-Ionen-Zellen) Das Gefahrgut kann z. B. bereits von einer ersten Umhüllung umgeben sein.
„Transport” ist das Verbringen von Gütern jedweder Art zu Wasser, Land, oder Luft. Der Begriff „Transport” beinhaltet im Rahmen dieser Erfindung insbesondere das Transportieren, Lagern, Bergen, Verpacken, Versenden, etc. von Gefahrgut.
„Chemische Stoffe” umfassen Verbindungen, Substanzen, Lösungen, Gemenge, Gemische und/oder Zubereitungen, in festem, flüssigem oder gasförmigen Zustand.
Die „Außenverpackung” ist die äußere Umhüllung einer Kombinationsverpackung oder einer zusammengesetzten Verpackung, einschließlich aller Einrichtungen die erforderlich und/oder geeignet sind, um Innengefäße oder Innenverpackungen zu umschließen oder/und zu schützen.
Ein erstes Teil steht mit einem zweiten Teil in „Wirkbeziehung”, wenn sich durch Änderung des Zustands des ersten Teils sich auch der Zustand des zweiten Teils ändert und/oder umgekehrt. Wenn beispielsweise ein Sensor eine Temperaturerhöhung misst und dadurch eine Löschanlage auslöst, so stehen Sensor und Löschanlage in Wirkbeziehung zueinander. Wenn aber beispielsweise ein Sensor eine Temperaturerhöhung misst, aber nur die Temperaturerhöhung meldet, beispielsweise an den Fahrer, und erst dieser die Löschanlage auslöst, so stehen Löschanlage und Sensor in keinerlei Wirkbeziehung.
Unter einer „elektrochemischen Energiespeichervorrichtung” ist eine Vorrichtung zu verstehen, welche auch wenigstens eine galvanische Zelle umfasst. Auch umfasst die Vorrichtung weitere Einrichtungen, welche dem Betrieb der wenigstens einen galvanischen Zelle dienen. Dabei können die wenigstens eine galvanische Zelle und die ergänzenden Einrichtungen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Auch ab einer gewissen Zahl galvanischer Zellen kann die elektrochemische Energiespeichervorrichtung aus mehreren Einheiten bestehen. Der Begriff galvanische Zelle umfasst elektrische Energiespeicher aller Art, insbesondere elektrochemische Energiespeicher, d. h. insbesondere auch Primärzellen und Sekundärzellen, aber auch andere elektrische Energiespeicher wie beispielsweise Kondensatoren.
Eine „Platte” ist ein im Wesentlichen quaderförmiger Körper, dessen bevorzugte Ausbreitung in vorzugsweise vertikaler Richtung (Höhe) kleiner ist als die zweidimensionale vorzugsweise horizontale Ausbreitung (Länge und/oder Breite). Vorzugsweise ist die Platte stabil, beispielsweise wird sie auch unter Gewichtsbelastung in Gravitationsrichtung nicht deformiert. Beispielsweise ist die Europalette als Platte definiert.
Der „Umfang” ist definiert durch die Summe aller Linien, die eine gemeinsame Ebene aufspannen Mit Umfang ist bevorzugt der Umfang eines im Wesentlichen quaderförmigen Körpers gemeint, durch dessen zweidimensionale vorzugsweise horizontale Ausbreitung, auch genannt Länge und Breite, definiert.
„Adsorption” beschreibt einen Prozess, bei dem Stoffe an der Phasengrenze (beispielsweise einer Oberfläche) zwischen zwei Phasen angereichert werden.
„Absorption” beschreibt einen Prozess, bei dem Stoffe in die absorbierende Phase aufgenommen werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den Figuren. Dabei zeigen:
1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß zusammengebauten und nutzungsfertigen erfindungsgemäßen Transportvorrichtung mit einer Feuerlöscheinrichtung;
2 schematisch den Aufbau eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung und ferner ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zu deren Zusammenbau;
3 den Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung mit Auffangwanne und Gasabsaugeinrichtung; und
4 den Querschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung mit vier kleineren Aufnahmevorrichtungen und eingebauter Sensorik.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Transportvorrichtung 100 bestehend aus einer Aufnahmevorrichtung, welche aus einer Bodenplatte 110, einem Rahmen 120 und einem Deckel 130 besteht. In dem Deckel 130 befindet sich eine Sicherheitseinrichtung, vorzugsweise ausgestaltet als Pad, welches Löschmittel 132 und Sollbruchstellen (nicht dargestellt) aufweist, und einer weiteren Sicherheitseinrichtung 134, beispielsweise eine zersetzliche Kapsel, welche z. B. bei Temperatur- oder Druckanstieg veranlasst, dass das Löschmittel 132 in das Innere der Transportvorrichtung 100 freigesetzt wird. Dies kann beispielsweise durch einen Druckanstieg innerhalb des Pads verursacht werden, wodurch beispielsweise eine oder mehrere Sollbruchstellen sich öffnen, und das Löschmittel 132 ins Innere der Transportvorrichtung 100 freigesetzt wird, vorzugsweise durch Versprühen.
Rahmen 120, Deckel 130 und Bodenplatte 110 der Aufnahmevorrichtung sind miteinander verbunden, vorzugsweise so, dass kein Gas- oder Flüssigkeitsaustausch aus der Transportvorrichtung 100 in die Umgebung und umgekehrt stattfinden kann.
2 zeigt ein Verfahren für den Zusammenbau einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung, das z. B. auch die Transportvorrichtung 100 betreffen kann.
Ein erster Schritt beinhaltet die Bereitstellung der Aufnahmevorrichtung, aufweisend einen Rahmen 120, einen Deckel 130 und die Grund- bzw. Bodenplatte 110, welche durch eine Europalette gebildet wird. In einem zweiten Schritt wird auf der Bodenplatte 110 der Rahmen 120 aufgesetzt und mit der Bodenplatte verbunden.
Ein dritter, separater Schritt umfasst das Einbringen des Gefahrguts 150 in ein Behältnis 140, welches eine Umhüllung 144 aufweisen kann, in der sich Füllmaterial 142 befindet, welches auch als Sicherheitseinrichtung ausgebildet sein kann, welche das Gefahrgut 150 umschließt. Die Umhüllung 144 kann beispielsweise aus Aluminiumverbundfolie gebildet werden, vorzugsweise so, dass weder Gase noch Flüssigkeiten aus der Umhüllung 144 in die Umgebung gelangen können, noch umgekehrt. Das Füllmaterial 142 kann beispielsweise aus schnell aushärtendem Schaum, beispielsweise PU-Schaum gebildet werden.
Das Gefahrgut 150 kann vor Befüllen des Behältnisses 140 mit Füllmaterial 142 oder auch danach eingebracht werden. Vorzugsweise ist das Gefahrgut 150 innerhalb des Behältnisses 140 so eingebracht, dass das Füllmaterial 142 das Gefahrgut 150 in allen Raumrichtungen gleichmäßig umschließt.
In einem vierten Schritt wird das Gefahrgut 150, Umhüllung 144 und Füllmaterial 142 aufweisende Behältnis 140 in die die Grundplatte 110 und Rahmen 120 aufweisende Aufnahmevorrichtung eingebracht.
Vorzugsweise ist das Volumen des Behältnisses 140 so gewählt, dass es dem Innenvolumen des aus Rahmen 120 und Grundplatte 110 gebildeten Aufnahmevorrichtung entspricht. Die Begrenzung nach oben entspricht der Höhe des Rahmens 120. Die seitlichen Maße des Behältnisses 140 sind so gewählt, dass die seitlichen Maße der Europalette 110 nicht überschritten werden. Auftretende Lücken zwischen Rahmen 120, Grundplatte 110 und Behältnis 140 können mit Füllmaterial, beispielsweise PU-Schaum, Styropor oder Papier gefüllt werden, sodass die Beweglichkeit des Behältnisses 140 innerhalb der Aufnahmevorrichtung 110, 120 eingeschränkt ist, vorzugsweise nicht vorhanden ist.
In einem fünften Schritt wird eine Verschlusseinrichtung, nämlich ein Deckel 130, auf die mit dem Behältnis 140 befüllte Aufnahmevorrichtung aufgesetzt, und mit der Aufnahmevorrichtung, genauer mit deren Rahmen 120 fest verbunden, vorzugsweise so, dass kein Flüssigkeits- und Gasaustausch zwischen Umgebung und fertiger Transportvorrichtung 100 stattfinden kann. Vorzugsweise schließt der Deckel 130 mit dem Behältnis 140 bündig ab. Auftretende Lücken zwischen Deckel 130 und Behältnis 140 können mit Füllmaterial beispielsweise PU-Schaum, Styropor oder Papier gefüllt werden, sodass ein bündiges Abschließen zwischen Deckel 130 und Behältnis 140 möglich ist.
Der Deckel 130 beinhaltet eine Sicherheitseinrichtung mit Löschmittel 132 und eine weitere Sicherheitseinrichtung 134, beispielsweise eine zersetzliche Kapsel, welche bei Temperatur- oder Druckanstieg das Freiwerden des Löschmittels 132 in das Innere der Transportvorrichtung 100 hinein, vorzugsweise durch Versprühen, veranlasst.
Der Deckel 130 wird in einem separaten Schritt zusammengefügt. Beispielsweise kann ein mit einem Hohlraum versehener Deckel 130 bereitgestellt werden. In diesem Hohlraum kann beispielsweise ein Behälter, welcher mit Löschmittel 132 gefüllt ist und unter Druck steht und eine Sollbruchstelle enthalten kann, eingebracht. An der Sollbruchstelle des mit Löschmittel 132 gefüllten Behälters kann sich die Aktivierungseinrichtung 134 befinden, beispielsweise eine zersetzliche Kapsel, welche z. B. bei Temperatur- oder Druckanstieg einen Bruch der Sollbruchstelle verursacht. Wenn beispielsweise der mit Löschmittel 132 gefüllte Behälter unter Druck steht, kann das Löschmittel durch Versprühen freigesetzt werden, was erfindungsgemäß bevorzugt ist.
So erhält man eine sichere, einfache und kompakte Transportvorrichtung 100 zum Transportieren und Lagern von Gefahrgut 150.
3 zeigt den Querschnitt einer erfindungsgemäßen Transportvorrichtung 102 welche eine Auffangwanne 170 für aus dem Behältnis 140 austretende Flüssigkeiten beinhaltet. Die Auffangwanne 170 ist auf einer Grundplatte 160 angeordnet. Die Längen- und Breitenaußenmaße der Auffangwanne 170 sind größer als die Längen- und Breitenaußenmaße der Grundplatte 160. Beabstandungseinrichtungen 172 beabstanden den Boden der Auffangwanne 170 von der Unterseite des Bodens des als Aufnahmevorrichtung für das Gefahrgut 150 dienenden Behältnisses 140.
Das Behältnis 140 besteht aus einer vorzugsweise stabilen Umhüllung 144. Die Umhüllung 144 umschließt ein Volumen. In dieses Volumen kann das Gefahrgut 150 eingebracht werden. Vorzugsweise sind das Volumen des Gefahrguts 150 und das Volumen, welches durch die Innenwand der Umhüllung 144 definiert ist, so gewählt, dass beim Einbringen des Gefahrguts 150 in die Umhüllung 144 freier Raum bestehen bleibt, welcher mit Füllmaterial 142 befüllt werden kann. Vorzugsweise umschließt das Füllmaterial 142 das Gefahrgut 150 so, dass die Beweglichkeit des Gefahrguts 150 innerhalb des Behältnisses 140 eingeschränkt, vorzugsweise nicht vorhanden ist. Vorzugsweise ist das Gefahrgut 150 innerhalb der Umhüllung 144 so eingebracht, dass das Füllmaterial 142 das Gefahrgut 150 in allen Raumrichtungen gleichmäßig umschließt.
Aus dem Gefahrgut 150 austretende Gase können durch eine Gasabsaugeinrichtung 180, vorzugsweise mit Aktivkohlefiltersystem abgesaugt, und/oder vorzugsweise unschädlich gemacht werden.
4 zeigt den Querschnitt einer Transportvorrichtung 104, welche aus einer Außenumhüllung 190, einem oder mehreren als Aufnahmevorrichtung für Gefahrgut 150 dienenden Behältnissen 140, einem Löschmittel 132, einer Steuereinrichtung 138 zum Aktivieren bzw. Auslösen des Löschmittels 132 und mehreren Sensoren 135, 136, welche mit der Steuereinrichtung 138 in Kontakt stehen, besteht.
Die Behältnisse 140 bestehen jeweils aus einer Umhüllung 144, welche vorzugsweise eine Stapelung von mehreren Behältnissen 140 erlaubt. Die Umhüllung 144 umspannt jeweils ein Volumen, in welches das Gefahrgut 150 und das Füllmaterial 142 eingebracht werden können. Vorzugsweise umschließt das Füllmaterial 142 das Gefahrgut 150 so, dass die Beweglichkeit des Gefahrguts 150 innerhalb des Behältnisses 140 eingeschränkt, vorzugsweise nicht vorhanden ist. Vorzugsweise ist das Gefahrgut 150 innerhalb der Umhüllung 144 so eingebracht, dass das Füllmaterial 142 das Gefahrgut 150 in allen Raumrichtungen im Wesentlichen gleichmäßig umschließt.
Ein Sensor 135 ist jeweils an das Gefahrgut 150 in einem Behältnis 140 angebracht. Dieser Sensor 135 kann sich auch in das Gefahrgut hinein erstrecken. Falls das Gefahrgut 135 beispielsweise eine elektrochemische Energiespeichervorrichtung ist, so kann der Sensor 135 mit dem BMS (Batteriemanagementsystem) der elektrochemischen Energiespeichervorrichtung 150 in Verbindung stehen.
Der Sensor 135 kann beispielsweise Parameter, wie Druck, Temperatur, Luftzusammensetzung messen, und die Daten an die Steuereinrichtung 138 weiterleiten. Vorzugsweise befinden sich weitere Sensoren 136 innerhalb und außerhalb der Außenhülle 190 der Transportvorrichtung 104, um beispielsweise Parameter, wie Druck, Temperatur, Luftzusammensetzung zu messen, und die Daten an die Steuereinrichtung 138 weiterzuleiten.
Diese Steuereinrichtung 138 kann beispielsweise die von den Sensoren 135, 136 erhaltenen Werte von Parametern mit vorher bestimmten Werten von Parameter vergleichen und bei Überschreiten oder Unterschreiten vorbestimmter Grenzwerte das Löschmittel 132 aktivieren bzw. in das Innere der Transportvorrichtung 104 freisetzen. Vorzugsweise meldet die Steuereinrichtung 138 die erhaltenen Parameterwerte an den Fahrer, welcher auch das Freisetzen des Löschmittels 132 aus der Löscheinrichtung veranlassen kann.
Bezugszeichenliste

100, 102, 104: Transportvorrichtung
110, 160: Grundplatte, Bodenplatte
120: Rahmen
130: Verschlusseinrichtung, Deckel
132: Löschmittel
134: Aktivierungseinrichtung
135, 136: Sensoren
138: Steuereinrichtung
140: Behältnis
142: Füllmaterial
144: Umhüllung
150: Gefahrgut
170: Auffangwanne
172: Beabsatndungseinrichtung(en)
180: Gasabsaugvorrichtung
190: Außenumhüllung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2180537 A2 [0002]
CA 2280620 A1 [0010]
WO 02/21614 A1 [0011]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 13698 [0019]
DIN EN 13698 [0019]

Claims

Transportvorrichtung (100; 102; 104) für Gefahrgut, insbesondere für mindestens eine elektrochemische Energiespeichervorrichtung, mit mindestens einer Aufnahmevorrichtung (110, 120, 130, 140, 160) zum zumindest teilweisen Aufnehmen des Gefahrgutes (150); und mindestens einer Sicherheitseinrichtung (132, 134, 135, 136, 138, 142, 170, 180) gegen eine Gefahrensituation durch das aufgenommene Gefahrgut (150).
Transportvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sicherheitseinrichtung mindestens ein Mittel (142) zur chemischen Adsorption und/oder physikalischen Adsorption und/oder chemischen Absorption und/oder physikalischen Absorption von flüssigen und/oder gasförmigen und/oder festen Stoffen aufweist.
Transportvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sicherheitseinrichtung mindestens eine Einrichtung (132, 134, 135, 136, 138, 142) zur Brandvermeidung und/oder Brandbekämpfung aufweist.
Transportvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sicherheitseinrichtung eine Gasabsaugvorrichtung (180), vorzugsweise ein Filtersystem aufweisend, aufweist.
Transportvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sicherheitseinrichtung mindestens eine Auffangwanne (170) aufweist.
Transportvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sicherheitseinrichtung einen Sensor (135, 136) aufweist, welcher Parameter wie beispielsweise Temperatur oder Druck misst, und die Sicherheitseinrichtung dazu ausgebildet ist, um in Abhängigkeit von dem gemessenen Parameter automatisch einen Sicherheitsvorgang auszulösen.
Transportvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sicherheitseinrichtung ein Löschmittel (132, 142) aufweist.
Transportvorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sicherheitseinrichtung ein Pad aufweist, in dessen Innenraum ein Löschmittel (132) aufgenommen ist.
Transportvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung mindestens eine Grundplatte (110, 160), die im Wesentlichen als Europalette ausgebildet ist, und mindestens ein Behältnis (140) zum Aufnehmen des Gefahrgutes (150), das insbesondere den Längen- und Breitenaußenmaßen einer Europalette im Wesentlichen entspricht oder kleiner ist, aufweist.
Transportvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung mindestens ein Behältnis (140) zum Aufnehmen des Gefahrgutes (150) aufweist, wobei dieses Behältnis zumindest teilweise mit einem Füllmaterial (142) gefüllt ist.
Transportvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Sicherheitseinrichtung in Wirkbeziehung zu einem Batteriemanagementsystem einer Sekundärbatterie, welche von der Aufnahmevorrichtung aufgenommen ist, steht.
Verfahren zur Herstellung einer Transportvorrichtung (100, 102, 104) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, aufweisend zumindest die folgenden Schritte, in beliebiger Reihenfolge: Bereitstellen mindestens einer Aufnahmevorrichtung (110, 120, 130, 140, 160) zum zumindest teilweisen Aufnehmen des Gefahrgutes (150), die eine Umhüllung (144, 190) aufweisen kann; und Anordnen mindestens einer Sicherheitseinrichtung (132, 134, 136, 138, 142, 170, 180) gegen eine Gefahrensituation durch das aufgenommene Gefahrgut (150) an oder in dieser Aufnahmevorrichtung.
Verwendung der Transportvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Transportieren oder Lagern von Lithium-basierten elektrochemischen Energiespeichervorrichtungen oder deren Bestandteilen, insbesondere zur Bergung von defekten elektrochemischen Energiespeichervorrichtungen.