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Die Erfindung betrifft ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit einer wechselbaren Traktionsbatterie und einer Einrichtung zum Fixieren der Traktionsbatterie in einem unterbodenseitigen Bauraum des Fahrzeugs.
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Im Zuge der Verknappung fossiler Energieträger und einer verstärkten Schadstoffbelastung durch die weltweite Zunahme des Individualverkehrs gewinnen elektrische Antriebskonzepte für Kraftfahrzeuge zunehmend an Bedeutung. Einem flächendeckenden Einzug elektrisch betriebener Fahrzeuge stehen jedoch derzeit die hohen Kosten der zur Energiespeicherung benötigten Batterie entgegen sowie deren begrenzte Speicherkapazität und ihre im Vergleich zu einem Tankvorgang lange Ladedauer. Insbesondere die fehlende Eignung rein elektrisch betriebener Fahrzeuge für den Langstreckenverkehr begründet die derzeit noch fehlende Akzeptanz im Markt.
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Ein Ansatz zur Ertüchtigung elektrisch betriebener Fahrzeuge für den Langstreckenverkehr stellt das in der
US2009082957A1 offenbarte Batteriewechselsystem dar. Hiernach werden Fahrzeuge mit Wechselakkus ausgestattet, die in einem flächendeckenden Netz von Batteriewechselstationen gegen voll aufgeladene Akkus ausgetauscht werden können, sobald sich ihr Ladezustand dem Ende zuneigt. Ein derartiger Batteriewechselvorgang lässt sich deutlich schneller als ein Aufladen der Batterie durchführen.
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Bei dem in oben genannter Schrift vorgestellten System erwirbt der Fahrer nicht die teure Traktionsbatterie. Hierdurch werden seine anfänglichen Investitionskosten für das Elektrofahrzeug deutlich reduziert, was zu einer erhöhten Kundenakzeptanz führen könnte. Hingegen ist beispielsweise der Betreiber der Wechselstation oder auch ein dritter Serviceprovider Eigentümer der Batterie, der sich über vom Nutzer des Fahrzeuges zu zahlende Nutzungsgebühren finanziert.
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Die Attraktivität eines derartigen Systems hängt zum einen von den Kosten der Komponenten ab, die für einen Batteriewechsel auf Seiten einer Batteriewechselstation und des Fahrzeugs bzw. der Batterie benötigt werden. Des Weiteren müssen diese Komponenten einen schnellen Batteriewechsel und gleichzeitig eine sichere Fixierung der Traktionsbatterie im Fahrzeug während des Betriebs ermöglichen.
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Aus der
US20100071979A1 ist ein Batteriewechselsystem bekannt, bei dem die Traktionsbatterie in einer Rahmenkonstruktion gehaltert ist. Am Fahrzeug befinden sich vier Schnappriegel, die über ebenfalls am Fahrzeug befestigte Elektromotoren und diverse Getriebekomponenten betätigt werden. Die Schnappriegel greifen in einen an der Batterie befestigten Bolzen ein, um diese von der Fahrzeugunterbodenseite in das Fahrzeug zu heben und dort zu fixieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem elektrisch betriebenen Fahrzeug mit einer wechselbaren Traktionsbatterie diese auch bei großen dynamischen Belastungen sicher im Fahrzeug zu fixieren.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1. Ein derartiges Fahrzeug umfasst
- – eine Traktionsbatterie,
- – einen unterbodenseitigen Bauraum zur Aufnahme der Traktionsbatterie,
- – mindestens vier an der Traktionsbatterie befestigte Fixierelemente, wovon jeweils zwei an zwei gegenüberliegenden Seiten der Traktionsbatterie befestigt sind, und
- – je Fixierelement eine Verspannungsvorrichtung mit einem Linearaktor, einem endseitig an den Linearaktor befestigten Hubkolben mit einer keilförmigen Kontur und einem dem Hubkolben zugewandten Gegenanschlag,
wobei die Verspannungsvorrichtungen derart an der Karosserie des Fahrzeugs montiert sind, dass jeweils einer der Linearaktoren den zugehörigen Hubkolben auf einem im Wesentlichen horizontalen Verfahrweg in jeweils eine der Fixierelemente einfahren und diese mit seiner keilförmigen Kontur gegen den Gegenanschlag verspannen kann.
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Ferner wird die Aufgabe durch ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 2 gelöst. Ein solches Fahrzeug umfasst
- – eine Traktionsbatterie,
- – einen unterbodenseitigen Bauraum zur Aufnahme der Traktionsbatterie,
- – mindestens vier am unterbodenseitigen Bauraum des Fahrzeugs befestigte Fixierelemente, wovon jeweils zwei an zwei gegenüberliegenden Seiten des Bauraums befestigt sind, und
- – je Fixierelement eine Verspannungsvorrichtung mit einem Linearaktor, einem endseitig an den Linearaktor befestigten Hubkolben mit einer keilförmigen Kontur und einem dem Hubkolben zugewandten Gegenanschlag,
wobei die Verspannungsvorrichtungen derart an der Traktionsbatterie montiert sind, dass jeweils einer der Linearaktoren den zugehörigen Hubkolben auf einem im Wesentlichen horizontalen Verfahrweg in jeweils eines der Fixierelemente einfahren und dieses mit seiner keilförmigen Kontur gegen den Gegenanschlag verspannen kann.
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Vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
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Mit der erfindungsgemäßen Verspannungsvorrichtung können größere Toleranzen beim unterbodenseitigen Bauraum des Fahrzeugs sowie der Traktionsbatterie ausgeglichen werden und gleichzeitig trotz des großen Batteriegewichtes und den erheblichen Beschleunigungen, der die Batterie im fahrenden Betrieb ausgesetzt ist, eine sichere Halterung der Batterie im unterbodenseitigen Bauraum gewährleistet werden. Um dies zu erreichen, sind erfindungsgemäß mindestens vier Fixierelemente vorgesehen, die jeweils mit einer Verspannungsvorrichtung zusammenwirken, um die Traktionsbatterie zumindest ein kleines Stück, insbesondere in der Größenordnung von 10 bis 50 cm, in den unterbodenseitigen Bauraum zu heben und dort zu verspannen. Hierbei ist es denkbar, die Fixierelemente an der Batterie zu befestigen und die Verspannungsvorrichtung mit dem zugehörigen Linearaktor, dessen Hubkolben sowie dem Gegenanschlag am Fahrzeug zu befestigen. Alternativ können jedoch auch die Fixierelemente an dem Fahrzeugchassis befestigt sein. In diesem Fall sind die zugehörigen Verspannungsvorrichtungen an der Traktionsbatterie bzw. einem die Traktionsbatterie umspannenden Batterietrog zu befestigen.
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Von den mindestens vier Fixierelementen sind jeweils zwei an einer Seite der Fahrzeugkarosserie bzw. der Traktionsbatterie befestigt und zwei weitere an der gegenüberliegenden Seite. Vorteilhafterweise werden hierbei bei dem in der Regel rechteckig ausgebildeten Unterbodenraum des Fahrzeugs bzw. der rechteckigen Grundfläche der Traktionsbatterie die längeren Seiten ausgewählt. Vorteilhafterweise fahren die Hubkolben, die zum Verspannen der Fixierelemente auf einer Seite vorgesehen sind, in einander entgegengesetzte Verfahrrichtung in die jeweiligen Fixierelemente ein. Sobald ein Fixierelement mit der keilförmigen Kontur des zugehörigen Hubkolbens in Kontakt tritt, erfährt es durch die horizontale Bewegung des Hubkolbens eine in vertikaler Richtung wirkende Kraft. Hierdurch wird die Batterie in den unterbodenseitigen Bauraum hineingehoben. Vorteilhafterweise ist die Kontur des Hubkolbens derart beschaffen, dass die Batterie um mindestens 25 Millimeter angehoben wird, bevor das Fixierelement den Gegenanschlag erreicht.
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Das Fixierelement gleitet so lange entlang der keilförmigen Kontur des Hubkolbens, bis es den Gegenanschlag erreicht. Der Linearaktor presst das Fixierelement über den Hubkolben anschließend mit der benötigten Vorspannkraft gegen den Gegenanschlag. Vorteilhafterweise ist die Kolbenführung derart gestaltet, dass die Batterietragkräfte ebenso abgestützt werden wie die Seitenführungskräfte.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Linearaktor als Spindelantrieb ausgebildet. Mittels eines Spindelantriebs ist es möglich, eine rotatorische, beispielsweise mittels eines Elektromotors, erzeugte Drehbewegung in eine Transversalbewegung umzuwandeln. Insbesondere kann hierbei schon mit einem relativ geringen Moment des Antriebsmotors eine hohe Kraftwirkung an der Spindel in Transversalrichtung erzielt werden.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass die Verspannungsvorrichtung einen Motor, insbesondere einen Elektromotor, zum Antrieb der Spindel umfasst. Bei einer derartigen Ausführungsform muss innerhalb einer Batteriewechselstation lediglich vorgesehen werden, die Traktionsbatterie an eine geeignete Position unterhalb des unterbodenseitigen Bauraums zu platzieren. Die komplette Aktorik zum Heben der Traktionsbatterie in den unterbodenseitigen Bauraum und zum dortigen Verspannen ist im Fahrzeug und an der Batterie angeordnet. Hierbei kann wahlweise die Verspannungsvorrichtung an der Fahrzeugkarosserie, insbesondere am unterbodenseitigen Bauraum, angeordnet werden, während die Fixierelemente an der Batterie befestigt sind oder aber die Verspannungsvorrichtungen an der Batterie und die Fixierelemente an der Karosserie des Fahrzeugs angeordnet werden.
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Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist hingegen der Linearaktor über ein außerhalb des Fahrzeugs angeordnetes, insbesondere elektromotorisch angetriebenes, Werkzeug betätigbar. Eine solche Ausgestaltung hat den Vorteil, dass der motorische Antrieb weder am Fahrzeug noch an der Batterie vorgesehen werden muss und somit weder die Kosten des Fahrzeugs noch die Kosten der Batterie erhöht werden.
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Ferner ergibt sich ein Gewichtsvorteil des Gesamtfahrzeugs. Hierbei wird die Einleitung des zum Anheben und Fixieren der Batterie benötigten Drehmoments von einer externen Batteriewechselstation übernommen.
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Eine sehr einfache und kostengünstige Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kennzeichnet sich dadurch, dass die Fixierelemente als Bolzen ausgebildet sind. Derartige Bolzen laufen während des Hebens und Verspannens über die keilförmige Kontur der Hubkolben zum Gegenanschlag.
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Alternativ ist eine Ausgestaltung der Erfindung denkbar, bei der die Fixierelemente eine keilförmige Gegenkontur aufweisen, die beim Einfahren des Hubkolbens mit dessen keilförmiger Kontur in Kontakt tritt.
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Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der Hubkolben an seiner keilförmigen Kontur eine gewisse Balligkeit aufweist. Vorteilhaft ist hierbei insbesondere ein Ballradius zwischen 20 und 200 Millimeter. Eine derartige Balligkeit bewirkt, dass sich die Steigung der keilförmigen Struktur kontinuierlich entlang des Verfahrweges ändert. Mit zunehmendem Eingriff der keilförmigen Kontur in das Fixierelement nimmt die Steigung ab. Dies hat zur Folge, dass das Fixierelement zunächst mit einem großen Winkel gehoben wird und anschließend mit einem kleineren Winkel gegen den Gegenanschlag verspannt wird, wodurch die erreichbare Zuspannkraft erhöht werden kann.
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Vorteilhafterweise werden die beiden Kontaktkonturen, d. h., die keilförmige Kontur des Hubkolbens und eine mit dieser wechselwirkende Gegenkontur des Fixierelementes, derart ausgeführt, dass sie eine enge Schmiegung darstellen, um die Flächenpressung definiert in Grenzen zu halten und um überhöhte Kantenspannungen zu vermeiden.
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Anstelle einer Balligkeit der keilförmigen Struktur, die einen stetigen Wechsel des wirksamen Keilwinkels bewirkt, ist eine Ausführungsform der Erfindung denkbar, bei der die keilförmige Kontur des Hubkolbens zumindest einen ersten Keilwinkel, an dem dem Fixierelement beim Einfahren zugewandten Ende des Hubkolbens aufweist, der in einen zweiten Keilwinkel übergeht, der kleiner als der erste Keilwinkel ist.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Linearaktor selbsthemmend ausgebildet. Bei einem Spindelantrieb kann dies beispielsweise durch eine entsprechende Wahl der Gewindesteigung erzielt werden. Die Selbsthemmung des Linearaktors führt dazu, dass auch wechselnde oder schwellende axial auf den Linearaktor wirkende Lasten nicht zu einer Verschiebung des Hubkolbens und damit zu einer etwaigen Lösung der Vorspannkraft führen.
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Noch mehr Sicherheit gegen ein unbeabsichtigtes Lösen des Verspannungsmechanismus kann in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung durch einen formschlüssigen Sicherungsmechanismus zur Verriegelung der Stellung des Hubkolbens erreicht werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Wirkungsgleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es zeigen:
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1 einen Teil eines unterbodenseitigen Bauraums eines Fahrzeugs zur Aufnahme einer Traktionsbatterie,
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2 einen unterbodenseitigen Bauraum und eine in diesen einführbare Traktionsbatterie,
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3 eine Ausführungsform einer Verspannungsvorrichtung zur Fixierung einer Traktionsbatterie im unterbodenseitigen Bauraum,
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4 eine Aufsicht auf die Verspannungsvorrichtung nach 3,
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5 eine erste Seitenansicht der Verspannungsvorrichtung nach 3,
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6 eine zweite Seitenansicht der Verspannungsvorrichtung nach 3,
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7 eine dreidimensionale Darstellung der Verspannungsvorrichtung nach 3,
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8 die Verspannungsvorrichtung nach 3 vor einem Anheben und Verspannen eines Fixierelementes,
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9 die Verspannungsvorrichtung nach 3 beim Anheben des Fixierelementes,
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10 die Verspannungsvorrichtung nach 3 mit einem verspannten Fixierelement,
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11 eine weitere Ausführungsform einer Verspannungsvorrichtung und eines Fixierelementes und
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12 einen Hubkolben im Zusammenwirken mit einem als Bolzen ausgebildeten Fixierelement.
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1 zeigt einen Teil eines unterbodenseitigen Bauraums 2 eines Fahrzeugs zur Aufnahme einer Traktionsbatterie. Dargestellt ist eine Hälfte des unterbodenseitigen Bauraums 2, beispielsweise die beifahrerseitige. An einer Seite des unterbodenseitigen Bauraums 2 befinden sich zwei voneinander beabstandete Verspannungsvorrichtungen 4. Diese weisen jeweils einen Linearaktor auf, wobei die beiden Linearaktoren der beiden Verspannungsvorrichtungen 4 entlang einer gemeinsamen Achse verfahrbar sind. Mithilfe dieser beiden Verspannungsvorrichtungen 4 wird eine Seite einer einzuführenden Traktionsbatterie im unterbodenseitigen Bauraum 2 des Fahrzeugs verspannt. Auf der in der Figur nicht dargestellten, den Verspannungsvorrichtungen 4 gegenüberliegenden Seite des unterbodenseitigen Bauraums 2 befinden sich ebenfalls zwei Verspannungsvorrichtungen 4 in gleicher Anordnung zueinander wie die dargestellte. Insgesamt sind somit vier Verspannungsvorrichtungen 4 im unterbodenseitigen Bauraum 2 verteilt über zwei sich gegenüberliegende Seiten des unterbodenseitigen Bauraums 2 angeordnet.
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2 zeigt einen unterbodenseitigen Bauraum 2 und eine in diesen einführbare Traktionsbatterie 1. Der unterbodenseitige Bauraum 2 entspricht dem in 1 bereits dargestellten, wobei hier die in 1 fehlende zweite Hälfte des unterbodenseitigen Bauraums 2 nunmehr erkennbar ist. Demnach sind hier auch die gegenüberliegenden Verspannungsvorrichtungen 4 zumindest teilweise in der Darstellung zu erkennen.
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Ferner ist zu erkennen, dass an der Traktionsbatterie 1 Fixierelemente 3 angeordnet sind. Diese sind ebenfalls an zwei gegenüberliegenden Batterieseiten angeordnet, derart, dass sie mit den entsprechend angeordneten Verspannungsvorrichtungen 4 Wechselwirken können. Die Fixierelemente 3 sind als Bolzen ausgebildet.
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Zum Wechseln der Batterie wird mittels einer Batteriewechselstation die Traktionsbatterie 1 zumindest teilweise in den unterbodenseitigen Bauraum 2 eingehoben, bevor die Verspannungsvorrichtungen 4 aktiv werden. Zum vollständigen Einheben in den unterbodenseitigen Bauraum und zum dortigen Fixieren werden schließlich, wie in den nachfolgenden Figuren eingehender erläutert, die Linearaktoren der Verspannungsvorrichtungen 4 betätigt. Eine elektrische Kontaktierung der Traktionsbatterie 1 erfolgt über die in den 1 und 2 dargestellte Kontaktbuchse 17.
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Die Linearaktoren der Verspannungsvorrichtungen 4 jeder Seite des unterbodenseitigen Bauraums 2 verfahren auf einer gemeinsamen Achse, jedoch beim Verspannen der Fixierelemente 3 in entgegengesetzte Verfahrrichtung.
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3 zeigt eine Ausführungsform einer Verspannungsvorrichtung 4 zur Fixierung einer Traktionsbatterie im unterbodenseitigen Bauraum. In 4 ist eine Aufsicht auf diese Verspannungsvorrichtung 4 dargestellt. Die 5 und 6 zeigen eine erste und eine zweite Seitenansicht auf die Verspannungsvorrichtung 4, während 7 eine dreidimensionale Darstellung der Verspannungsvorrichtung 4 enthält.
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Mindestens vier derartiger Verspannungsvorrichtungen 4 werden entweder im unterbodenseitigen Bauraum eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs oder an einer Traktionsbatterie befestigt, um die Traktionsbatterie sicher im Fahrzeug zu verspannen. Sofern die Verspannungsvorrichtungen 4 im unterbodenseitigen Bauraum des Fahrzeugs verbaut sind, umfasst die Traktionsbatterie eine entsprechende Anzahl Fixierelemente, die mittels der Verspannungseinrichtungen 4 verspannt werden können. Umgekehrt können die Verspannungsvorrichtungen 4 ebenso an der Traktionsbatterie befestigt werden, während die Fixierelemente im unterbodenseitigen Bauraum des Fahrzeugs angeordnet sind.
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Eine Verspannungsvorrichtung 4 umfasst einen Linearaktor 5, an dessen einem Ende ein Hubkolben 6 angebracht ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Hubkolben 6 mittels Schrauben 18 mit dem Linearaktor 5 verschraubt. Der Linearaktor 5 ist als Spindelantrieb ausgebildet. Um eine transversale Bewegung des Linearaktors 5 und somit des Hubkolbens 6 zu bewirken, ist ein als Elektromotor ausgebildeter Motor 9 vorgesehen. Ein von dem Elektromotor aufgebrachtes Drehmoment wird in eine horizontal auf den Hubkolben 6 wirkende transversale Kraft umgewandelt. Zum Verspannen der Batterie wird der Hubkolben 6 in Richtung eines Gegenanschlags 8 bewegt, wobei ein nicht dargestelltes Fixierelement zwischen einer keilförmigen Kontur 7 des Hubkolbens 6 und dem Gegenanschlag 8 eingeklemmt wird. Die keilförmige Kontur 7 ist ballig ausgeführt, sodass das nicht dargestellte Fixierelement unmittelbar nach der Kontaktaufnahme mit dem Hubkolben 6 zunächst mit einem steilen Keilwinkel angehoben wird, der sich im Verlaufe des horizontalen Verfahrens des Hubkolbens 6 kontinuierlich vermindert. Hierdurch verlangsamt sich im Laufe des Verspannens die Hubgeschwindigkeit, die das Fixierelement und damit die Batterie erfährt. Durch den kleiner werdenden Keilwinkel gegen Ende des Verfahrvorganges kann eine erhöhte Zuspannkraft auf das Fixierelement bewirkt werden.
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8 zeigt die Verspannungsvorrichtung nach 3 vor einem Anheben und Verspannen eines Fixierelements 3. Dargestellt ist eine Ausführungsform, bei der die Verspannungsvorrichtungen 4 an der Fahrzeugkarosserie bzw. am unterbodenseitigen Bauraum des Fahrzeugs angeordnet sind. Entsprechend befinden sich die Fixierelemente 3, die hier als Bolzen ausgebildet sind, an der Traktionsbatterie. Bei der dargestellten Anordnung ist die Traktionsbatterie bereits in den unterbodenseitigen Bauraum 1 des Fahrzeugs eingeführt worden.
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Dieser Einführvorgang geschieht beispielsweise mit einer Rampe einer Batteriewechselstation. Wie jedoch zu erkennen ist, ist dieser über die Batteriewechselstation eingeleitete Einführvorgang noch nicht so weit fortgeschritten, dass der Hubkolben 6 der Verspannungsvorrichtung in den Bolzen eingreifen kann. Hierzu müsste der Mittelpunkt des Bolzens zumindest auf der Höhe des unteren Teils der keilförmigen Kontur 7 des Hubkolbens liegen. Erst wenn die Spitze dieser keilförmigen Kontur 7 unter den Bolzen 3 greifen kann, kann die Hubbewegung allein von der Verspannungsvorrichtung durchgeführt werden.
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9 zeigt die Verspannungsvorrichtung nach 3 beim Anheben des Fixierelements 3. Wie zu erkennen ist, läuft der Bolzen über die keilförmige Kontur 7 des Hubkolbens 6, während dieser horizontal in Richtung des Bolzens und des Gegenanschlags 8 verfährt. Durch eine geringfügige Balligkeit der keilförmigen Kontur 7 nimmt der Keilwinkel, den der Bolzen während des Verfahrweges erfährt, kontinuierlich ab.
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10 zeigt die Verspannungsvorrichtung nach 3 mit einem verspannten Fixierelement. Der Hubkolben 6 drückt den Bolzen mit seiner keilförmigen Kontur 7 gegen den Gegenanschlag 8. In vertikaler Richtung stützt sich der Hubkolben 6 hierbei gegen eine Kolbenführung 19 ab, die er erst kurz vor dem Verspannen des Bolzens erreicht. Hierdurch werden unzulässige Biegemomente vom Hubkolben 6 und vom Linearaktor 5 ferngehalten.
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11 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Verspannungsvorrichtung und eines Fixierelementes 3. Das Fixierelement 3 umfasst hier eine keilförmige Gegenkontur 10. Ferner ist die keilförmige Kontur 7 des Hubkolbens 6 hier am Ende zunächst ballig ausgeführt, geht aber in eine Kontur mit konstantem flachem Keilwinkel über. Wenn das Fixierelement 3 verspannt ist, liegt die keilförmige Gegenkontur 10 auf der Kontur des Hubkolbens mit konstantem Keilwinkel auf. Der Hubkolben 6 stützt sich auf seinem Verfahrweg gegen eine Kolbenführung 13 ab.
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Die dargestellte Ausführungsform umfasst weiter einen Sicherungsmechanismus, der verhindert, dass sich ein einmal verspanntes Fixierelement 3 im Fahrbetrieb wieder lösen kann. Die Sicherung geschieht dadurch, dass der Hubkolben 6 durch eine formschlüssige Verbindung in horizontaler Verfahrrichtung gesperrt wird. Der Sicherheitsmechanismus umfasst hierzu einen Bolzen 14, der in einer Aussparung 15 im Hubkolben einfährt, sobald dieser eine Endposition erreicht hat, die die notwendige Vorspannkraft auf das Fixierelement 3 bewirkt. Mittels eines Hubmagneten 16 kann der Bolzen 14 aktiv aus der Aussparung 15 herausgezogen werden, wenn der Hubkolben beispielsweise für einen Batteriewechsel wieder aus dem Fixierelement 3 herausgefahren werden soll. Alternativ oder auch zusätzlich kann der Linearaktor eine gewisse Selbsthemmung aufweisen, die ein ungewolltes Verschieben des Hubkolbens verhindert.
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12 zeigt einen Hubkolben im Zusammenwirken mit einem als Bolzen ausgebildeten Fixierelement 3. Der dargestellte Hubkolben 6 unterscheidet sich von dem zuvor gezeigten Hubkolben dadurch, dass er lediglich zwei Keilwinkel 11, 12 aufweist. Seine keilförmige Kontur 7 ist demnach ohne Balligkeit ausgebildet. Sobald der Hubkolben 6 in horizontaler Richtung in den Bolzen einfährt, wirkt zunächst ein erster Keilwinkel 11 auf den Bolzen, der im Vergleich zu dem zweiten Keilwinkel 12 deutlich größer ist. Hierdurch wird zu Beginn ein sehr schnelles Anheben des Bolzens und der damit verbundenen Batterie bewirkt. Noch bevor der Bolzen 3 einen hier nicht dargestellten Gegenanschlag erreicht, nimmt die keilförmige Kontur 7 den zweiten, kleineren Keilwinkel 12 an. Dieser eignet sich, um eine sehr hohe Vorspannkraft auf den Bolzen auszuüben.
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Die dargestellte Ausführungsform steht nur beispielhaft für eine Ausgestaltung der keilförmigen Kontur durch ineinander übergehende, diskrete Keilwinkel. Selbstverständlich sind auch Konturen denkbar und von der Erfindung umfasst, bei denen mehr als zwei unterschiedliche Keilwinkel hintereinander angeordnet sind, wobei die Keilwinkel in Richtung des zum Verspannen führenden Verfahrweges abnehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Traktionsbatterie
- 2
- unterbodenseitiger Bauraum
- 3
- Fixierelement
- 4
- Verspannungsvorrichtung
- 5
- Linearaktor
- 6
- Hubkolben
- 7
- keilförmige Kontur
- 8
- Gegenanschlag
- 9
- Motor
- 10
- Gegenkontur
- 11
- erster Keilwinkel
- 12
- zweiter Keilwinkel
- 13
- Kolbenführung
- 14
- Bolzen
- 15
- Aussparung
- 16
- Hubmagnet
- 17
- Kontaktbuchse
- 18
- Schrauben
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2009082957 A1 [0003]
- US 20100071979 A1 [0006]
