DE102012107604A1

DE102012107604A1 - Traktionsbatterie und Flurförderzeuge mit horizontalem Batteriewechsel

Info

Publication number: DE102012107604A1
Application number: DE201210107604
Authority: DE
Inventors: Alexander Claus; Joachim Tödter
Original assignee: STILL GmbH
Current assignee: STILL GmbH
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2014-02-20
Also published as: FR2994674A1

Abstract

Traktionsbatterie für ein batterie-elektrisch betriebenes Flurförderzeug (1) mit horizontalem Wechsel der Traktionsbatterie (8), wobei an der Unterseite der Traktionsbatterie (8) Rolleneinheiten (17) mit Rollen (9) angeordnet sind, auf denen die Traktionsbatterie (8) bewegt werden kann und zum Batteriewechsel in ein Batteriefach (7) des Flurförderzeugs (1) geschoben werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Traktionsbatterie für ein batterie-elektrisch betriebenes Flurförderzeug mit horizontalem Wechsel der Traktionsbatterie. Weiter betrifft die Erfindung ein Flurförderzeug mit batterie-elektrischer Energieversorgung durch eine in einem Batteriefach angeordneten Traktionsbatterie und einem horizontalen Wechsel der Traktionsbatterie.
Bei Batterie-elektrisch betriebenen Flurförderzeugen werden überwiegend noch Traktionsbatterien auf Blei-Säurebasis eingesetzt. Aufgrund des hohen Bleianteils sind solche Traktionsbatterie allerdings sehr schwer und müssen durch besondere Vorrichtungen und zum Teil auch durch ein weiteres Flurförderzeug, insbesondere einen Gabelhubwagen oder einen Gabelstapler, gehandhabt werden, wenn diese bewegt werden sollen. Insbesondere ist der Einsatz eines weiteren Flurförderzeugs auch beim eigentlichen Wechselvorgang erforderlich, bei dem die Traktionsbatterie in ein Batteriefach eines Flurförderzeugs eingesetzt wird. Dies ist auch dann der Fall, wenn die Traktionsbatterie über eine seitliche Öffnung des Batteriefachs horizontal gewechselt werden kann, und nicht über einen Kran aus einem Batteriefach vertikal herausgehoben werden muss.
Nachteilig an diesem Stand der Technik ist der erforderliche Mehraufwand für die zusätzlichen Hebezeuge bzw. Flurförderzeuge für das Wechseln der Traktionsbatterie und das Erfordernis, diese jederzeit verfügbar zu halten.
Alternative Batterien auf Basis anderer chemischer Reaktionen und unter diesen beispielsweise Lithium-Ionenbatterien sind inzwischen für Flurförderzeuge von großem Interesse, da sie eine sehr hohe Leistungsdichte bei geringem Leistungsgewicht aufweisen. Durch diese Technik werden auch erheblich verminderte Gewichte der Traktionsbatterien möglich. Wenn beispielsweise eine Bleibatterie von 800 kg Gewicht mit einer entsprechenden Lithium-Ionenbatterie verglichen wird, die annähernd dieselben Leistungsdaten aufweisen soll, so beträgt das Gewicht der Lithium-Ionenbatterie nur ca. 200 kg.
Für eine solche Lithium-Ionenbatterie oder allgemein Batterie neueren Typs wären somit nicht unbedingt ein weiteres Flurförderzeug oder Hebezeuge mit großer Tragkraft erforderlich. Jedoch sind diese Batterien immer noch zu schwer, um sie ohne Hilfsmittel mit Hand beim Batteriewechsel in das Flurförderzeug einzuschieben oder zu bewegen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Traktionsbatterie zur Verfügung zu stellen, mit der der Batteriewechsel möglichst aufwandsarm und ohne zusätzliche Hilfsmittel, die nicht mit der Batterie verbunden sind, sowie in möglichst geringer Zeit möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Traktionsbatterie mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 sowie ein Flurförderzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Traktionsbatterie für ein batterie-elektrisch betriebenes Flurförderzeug mit horizontalem Wechsel der Traktionsbatterie, wobei an der Unterseite der Traktionsbatterie Rolleneinheiten mit Rollen angeordnet sind, auf denen die Traktionsbatterie bewegt werden kann und zum Batteriewechsel in ein Batteriefach des Flurförderzeugs geschoben werden kann.
Vorteilhaft sind damit bei einem Wechsel und für den Transport der Traktionsbatterie keine weitere Hubvorrichtung oder zusätzlichen Vorrichtungen erforderlich. Die Traktionsbatterie selbst ist bereits vollständig ausgerüstet für einen Batteriewechsel. Dadurch entfallen auch der Investitionsbedarf und die Kosten, die durch Wechselvorrichtungen für die Traktionsbatterie entstehen würden. Insbesondere bei modernen Batterien neuer Bauart, die keine schweren Bleibatterien sind, ergeben sich dadurch besondere Vorteile. Diese Batterietypen sind erheblich leichter als herkömmliche Bleibatterien und weisen eine höhere Leistungsdichte und Energiedichte in Bezug auf das Gewicht auf. Eine in ihren Leistungsdaten vergleichbare Batterie wiegt daher gegenüber einer Bleibatterie mit 800 kg beispielsweise nur ca. 200 kg und ist durch eine Person über ebenen Boden somit auf Rollen bewegbar. Diese Batterietypen, insbesondere Lithium-Ionenbatterien, erfordern grundsätzlich keine Ladestation mit zusätzlicher Ausstattung für die Wartung, wie etwa für das Auffüllen von destilliertem/entsalztem Wasser sowie Reinigungs- und Prüfarbeiten bei Bleibatterien. Vielmehr ist allein ein Ladegerät ausreichend. Folglich ergibt sich aber auch nur ein erheblich geringerer Transportbedarf der beim Batteriewechsel entnommenen Traktionsbatterie. Für diesen Transportbedarf ist die erfindungsgemäße Lösung eine ausreichende und kostengünstige Lösung.
Vorteilhaft weisen die Rolleneinheiten Hubelemente auf, durch die der Abstand der Rollen gegenüber der Traktionsbatterie vergrößert und verringert werden kann.
Dadurch wird ein Absenken der Traktionsbatterie auf Abstützpunkte nach einem Hineinschieben in ein Batteriefach möglich. Dies ermöglicht eine einfache Art der Arretierung der Batterie.
Das Hubelement kann aus einem einklappbaren Tragarm für die Rolle gebildet sein.
In vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist das Hubelement aus einem Hubzylinder gebildet.
Das Hubelement kann einen elektrischen und/oder hydraulischen Antrieb aufweisen.
Dies kann zum Beispiel ein hydraulischer Druckzylinder sein, oder auch eine Kombination aus Gewindestange und Mutter, von denen eine von beiden über einen Elektromotor, gegebenenfalls über ein Getriebe, gedreht wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass ein manueller Notbetrieb erfolgen kann. Diese Antriebe können von einer Bedienperson über einen Schalter, der beispielsweise auch an der Traktionsbatterie angeordnet sein kann, betätigt werden. Es ist auch denkbar, dass der Antrieb zum Absenken der Traktionsbatterie bzw. Anheben der einzelnen Rollen automatisiert durch die Arretierung der Traktionsbatterie in dem Batteriefach ausgelöst wird, wenn beispielsweise die Traktionsbatterie vollständig in das Batteriefach hineingeschoben ist und in Verriegelungselemente einrastet.
Vorteilhaft ist die Traktionsbatterie ein Li-Ionen-Akkumulator oder Li-Polymer-Akkumulator oder Lithium-Titanat-Akkumulator oder Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator oder Lithium-Luft-Akkumulator.
Diese Batterietypen weisen große Leistungsdichten und Energiedichten in Bezug auf das Gewicht auf und sind daher erheblich leichter als herkömmliche Bleibatterien. Aufgrund des geringeren Gewichts können diese Batterietypen dann aufgrund der Rollen von einer Person geschoben und bewegt werden.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Flurförderzeug mit batterie-elektrischer Energieversorgung durch eine in einem Batteriefach angeordnete Traktionsbatterie, wie sie zuvor beschrieben wurde, und einem horizontalen Wechsel der Traktionsbatterie, wobei das Batteriefach im Bodenbereich Aussparungen aufweist, die eine vollständiges Hineinfahren der Traktionsbatterie auf den Rollen in das Batteriefach ermöglichen.
Dadurch entfallen zusätzliche Rollenbahnen oder ähnliche Vorrichtungen, über die die Traktionsbatterie in das Batteriefach bewegt werden kann. Die Traktionsbatterie kann auf den Rollen selbst in das Batteriefach geschoben werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Flurförderzeugs kann die Traktionsbatterie in dem Batteriefach angehoben werden, insbesondere soweit angehoben werden, dass die Rollen der Traktionsbatterie innerhalb der Fahrzeugkontur liegen.
Dabei kann durch Sensoren überwacht werden, ob die Rollen vollständig innerhalb der Fahrzeugkontur liegen und nicht mehr über das Bodenblech des Flurförderzeugs nach unten hinaus ragen.
Durch das Anheben der Traktionsbatterie können die Hubelemente die Rollen anheben.
Dies bedeutet, dass bei dem Anheben der Traktionsbatterie in dem Batteriefach des Flurförderzeugs die Hubelemente automatisch die Rollen zusätzlich anheben. Dadurch muss die Traktionsbatterie weniger hoch angehoben werden, um die Rollen nicht über das Bodenblech des Flurförderzeugs nach unten überstehen zu lassen. In der Folge kann eine tiefe Schwerpunktlage aufgrund der weiter unten liegenden Traktionsbatterie erreicht werden und gleichzeitig die Bodenfreiheit des Flurförderzeugs gewährleistet bleiben. Es ist beispielsweise möglich, durch mechanische Elemente beim Anheben die Hubelemente zu entriegeln und ebenfalls durch mechanische Elemente die Hubelemente der Traktionsbatterie zu betätigen, etwa einen Tragarm der jeweiligen Rolle zu verdrehen und die Rolle ”einzuklappen”.
In einer alternativen Weiterbildung der Erfindung ist eine elektrische und/oder hydraulische Transportvorrichtung zum Hineinziehen oder Herausschieben der Traktionsbatterie in das oder aus dem Batteriefach vorgesehen.
Bevorzugt wird die Traktionsbatterie in das Batteriefach auf den Rollen vollständig hineingeschoben und dann auf Aufnahmepunkten abgesetzt, indem die Hubelemente die Rollen anheben. Dies kann in einer vorstellbaren Ausführungsvariante automatisiert geschehen, indem die Transportvorrichtung wie auch eine Verriegelung der Traktionsbatterie in dem Batteriefach sowie ein Anheben der Rollen durch einen Schalter bzw. einen Bedienungsbefehl von einer Bedienperson des Flurförderzeugs ausgelöst werden können.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt
1 schematisch in Perspektivansicht ein Flurförderzeug mit Traktionsbatterie und
2 schematisch im Detail einer Rolleneinheit der Traktionsbatterie der 1.
Die 1 zeigt schematisch in Perspektivansicht ein Flurförderzeug 1 in Form eines Gabelstaplers 2, von dem nur der Mittelteil mit Vorderachse 3, Fahrerschutzdach 4 und Gegengewicht 5 ohne den Hubmast dargestellt ist. In dem zwischen Vorderachse 3 und Gegengewicht 5 liegenden Fahrzeugrahmen 6 ist ein zur Seite und nach unten offenes Batteriefach 7 angeordnet, in das in der Darstellung der 1 eine Traktionsbatterie 8 halb hineingeschoben ist. Die Traktionsbatterie 8 weist an ihrer Unterseite an den Ecken jeweils Rolleneinheiten 17 mit Rollen 9 auf, über die die Traktionsbatterie 8 bewegt werden kann. Bei der Traktionsbatterie 8 handelt es sich um eine Lithium-Ionenbatterie 10, die bei gleicher Kapazität und zumindest gleicher, wenn nicht höherer Leistung nur ca. ein Viertel des Gewichts einer herkömmlichen Bleibatterie aufweist. Einer Bleibatterie von beispielsweise 800 kg, wie sie bei kleineren Gabelstaplern 2 zum Einsatz kommt, entspricht somit eine Lithium-Ionenbatterie 10 von ca. 200 kg, die über die Rollen 9 von einer Person schiebend transportiert werden kann.
Die 2 zeigt schematisch im Detail eine Rolleneinheit 17 mit Rolle 9 der Traktionsbatterie 8 der 1. In einem festen Stützrohr 11 ist als Teil eines Hubelements 12 ein Kolben 13 eines Hubzylinders 14 geführt. Durch den Hubzylinder 14 kann die Rolle 9 in der Darstellung der 2 nach unten gedrückt werden. Als weiterer Teil des Hubelements 12 ist die Rolle 9 an einem Tragarm 15 gelagert, der in eine nach oben geklappte Position 16 gedreht werden kann, wie gestrichelt dargestellt.

Claims

Traktionsbatterie für ein batterie-elektrisch betriebenes Flurförderzeug (1) mit horizontalem Wechsel der Traktionsbatterie (8), dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite der Traktionsbatterie (8) Rolleneinheiten (17) mit Rollen (9) angeordnet sind, auf denen die Traktionsbatterie (8) bewegt werden kann und zum Batteriewechsel in ein Batteriefach (7) des Flurförderzeugs (1) geschoben werden kann.
Traktionsbatterie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolleneinheiten (17) Hubelemente (12) aufweisen, durch die der Abstand der Rollen (9) gegenüber der Traktionsbatterie (8) vergrößert und verringert werden kann.
Traktionsbatterie nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubelement (12) aus einem einklappbaren Tragarm (15) für die Rolle (9) gebildet ist.
Traktionsbatterie nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubelement (12) aus einem Hubzylinder (14) gebildet ist.
Traktionsbatterie nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubelement (12) einen elektrischen und/oder hydraulischen Antrieb aufweist.
Traktionsbatterie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die die Traktionsbatterie (8) ein Li-Ionen-Akkumulator (10) oder Li-Polymer-Akkumulator oder Lithium-Titanat-Akkumulator oder Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator oder Lithium-Luft-Akkumulator ist.
Flurförderzeug mit batterie-elektrischer Energieversorgung durch eine in einem Batteriefach (7) angeordneten Traktionsbatterie (8) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einem horizontalen Wechsel der Traktionsbatterie (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriefach (7) im Bodenbereich Aussparungen aufweist, die ein vollständiges Hineinfahren der Traktionsbatterie (8) auf den Rollen in das Batteriefach (7) ermöglichen.
Flurförderzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (8) in dem Batteriefach (7) angehoben werden kann, insbesondere soweit angehoben werden kann, dass die Rollen (9) der Traktionsbatterie (8) innerhalb der Fahrzeugkontur liegen.
Flurförderzeug nach Anspruch 8 mit einer Traktionsbatterie (8) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Anheben der Traktionsbatterie (8) die Hubelemente (12) die Rollen (9) anheben.
Flurförderzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische und/oder hydraulische Transportvorrichtung zum Hineinziehen oder Herausschieben der Traktionsbatterie (8) in das oder aus dem Batteriefach (7) vorgesehen ist.