-
Die
Erfindung betrifft eine Wechselbrücke mit einem Laderaum
zum Aufnehmen von Gütern, mit einer ausklappbaren Abstelleinrichtung
zum Abstellen der Wechselbrücke auf einem Untergrund, mit
einer Befestigungseinrichtung zum Befestigen der Wechselbrücke
an einem Fahrgestell, mit einem Tracking- und Tracing-System zum
Orten der Wechselbrücke vorzugsweise in Echtzeit und mit
einer Stromspeichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie,
mittels welcher das Tracking- und Tracing-System betrieben werden
kann.
-
Gattungsgemäße
Wechselbrücken mit Tracking- und Tracing-Systemen in Echtzeit
werden bereits häufig eingesetzt. Bei den heutigen Wechselbrücken
besteht hinsichtlich solcher Tracking- und Tracing-Systeme immer
noch das Problem, dass die zum dauerhaften und betriebssicheren
Betreiben der Tracking- und Tracing-Systeme erforderliche Energie nur
für einen oftmals unzureichend langen Zeitraum bereitgestellt
werden kann. Insbesondere wenn keine externe Stromversorgung verfügbar
ist, beispielsweise wenn eine Wechselbrücke an einem Standort ohne
externe Stromversorgung zwischengeparkt wird, kann dies bereits
nach einigen Tagen oder Wochen zu einem Ausfall solcher an Wechselbrücken zum
Einsatz kommenden Tracking- und Tracing-Systeme führen.
Zudem sind ein elektrischer Ladevorgang ebenso wie ein Wartungsvorgang,
bei welchem etwa verbrauchte bzw. entleerte Stromspeichereinheiten
gegen geladene Stromspeichereinheiten ausgewechselt werden können,
nur mit einem erheblichen zusätzlichen logistischen und
wirtschaftlichen Aufwand möglich, da beide Methoden mit
sehr hohen Infrastruktur- und/oder Prozesskosten verbunden sind.
-
Aus
der Patentschrift
DE
103 11 567 B3 ist ein seismischer Generator zur Stromversorgung
mobiler Geräte bekannt. Mit diesem seismischen Generator
kann auch ein Fahrzeug versehen werden, um elektrische Energie für
vorhandene elektrische Geräte des Fahrzeugs bereitstellen
zu können. Der seismische Generator zeichnet sich insbesondere
dadurch aus, dass ein erster Magnet mit einer seismischen Masse
verbunden ist, an jedem der beiden Pole eines zweiten Magneten je
ein Polschuh angeordnet und um die beiden Polschuhe jeweils eine Spule
gewickelt ist, und dass ein Weicheisenpolschuh derartig geformt
und an der seismischen Masse derart befestigt ist, dass dieser zwischen
den beiden Polen des zweiten Magneten ragt. Hierdurch kann vorteilhafter
Weise eine besonders preiswerte und einfach zu realisierende Stromversorgung
an einem Fahrzeug gewährleistet werden.
-
Es
ist Aufgabe der Erfindung, gattungsgemäße Wechselbrücken
derart weiter zu entwickeln, dass insbesondere hiermit verbundene
Tracking- und Tracing-Systeme autarker betrieben werden können,
als es bisher möglich ist.
-
Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe von einer Wechselbrücke mit den Merkmalen
des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Wechselbrücke ergeben sich aus den
abhängigen Ansprüchen 2 bis 9.
-
Die
Erfindung umfasst eine Wechselbrücke mit einem Laderaum
zum Aufnehmen von Gütern, mit einer ausklappbaren Abstelleinrichtung
zum Abstellen der Wechselbrücke auf einem Untergrund, mit einer
Befestigungseinrichtung zum Befestigen der Wechselbrücke
an einem Fahrgestell, mit einem Tracking- und Tracing-System zum
Orten der Wechselbrücke vorzugsweise in Echtzeit und mit
einer Stromspeichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie,
mittels welcher das Tracking- und Tracing-System betrieben werden
kann, wobei die Wechselbrücke erfindungsgemäß eine
Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie nach dem faradayschen
Induktionsgesetz aufweist.
-
Auf
Grund der Möglichkeit eine derartige Wechselbrücke
nahezu an beliebigen Orten zwischenparken zu können, besteht
schon seit längerem ein besonders hohes Bedürfnis
daran, solche Wechselbrücken von Lade- und/oder Wartungsinfrastrukturen
unabhängiger zu machen. Dies gelingt vorteilhafter Weise
dadurch, dass die Wechselbrücke mit einer Einrichtung zum
Erzeugen von elektrischer Energie nach dem faradayschen Induktionsgesetz, kurz
auch als Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie, oftmals
auch als seismischer Generator bezeichnet, ausgerüstet
ist.
-
Im
Gegensatz zum Stand der Technik, bei welchem etwa ein seismischer
Generator lediglich bei selbständig fahrbaren bzw. beweglichen
Fahrzeugen eingesetzt ist, ist vorliegend ein seismischer Generator
an einer Wechselbrücke verbaut, obwohl derartige Wechselbrücken
zum Abstellen und Zwischenparken über längere
Zeiträume konzipiert sind, in welchen sie nicht bewegt
werden, sodass nur eine geringe elektrische Energie mittels der
vorliegenden Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie gewonnen
werden kann. Trotzdem ist es vorteilhaft, die Wechselbrücken
erfindungsgemäß mit der vorliegenden Einrichtung
zum Erzeugen von elektrischer Energie auszurüsten, da hierdurch
die Betriebsbereitschaft eines Tracking- und Tracing-Systems an der
Wechselbrücke oftmals um einen entscheidenden Zeitraum
verlängert werden kann, bis die Wechselbrücke
wieder in ein elektrisches Versorgungssystem, etwa eines Fahrzeugs,
eingebunden werden kann.
-
Die
Wechselbrücke zeichnet sich vorliegend idealerweise durch
eine ausklappbare Abstelleinrichtung aus. Es versteht sich, dass
die hier beschriebene Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer
Energie vorteilhafter Weise auch an Container zum Aufnehmen bzw.
Transportieren von Gütern eingesetzt werden kann, die eine
derart ausklappbare Abstelleinrichtung nicht dauerhaft mit sich
führen oder aufweisen.
-
Als
Stromspeichereinrichtung kommt vorliegend vorzugsweise ein Akkumulator
zum Einsatz, beispielsweise auf Basis von Nickel/Cadmium (Ni/Cd),
Nickel-Metallhybrid (Ni/MH) oder Lithium (Li). Aber auch Blei-Akkumulatoren
können hierbei noch verwendet werden sowie Kondensatoren
mit einer entsprechenden Ladekapazität.
-
Der
Begriff „Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie” beschreibt
vorliegend eine Einrichtung, mittels welcher eine kinetische Energie,
insbesondere eine Beschleunigungsenergie, eines Massekörpers
in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Eine derartige Umwandlung
beruht auf dem faradayschen Induktionsgesetz, welches allgemein
bekannt ist und deshalb hier auch nicht näher erläutert
wird.
-
Eine
bevorzugte Ausführungsvariante sieht somit vor, dass die
Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie Mittel zum Umwandeln
von kinetischer Energie einer bewegten Masse umfasst. Da sich Wechselbrücken
zwischen Abstellphasen auch immer wieder in Bewegungsphasen befinden,
beispielsweise während eines Transportes von einem Beladungsort
und zu einem Entladungsort, kann vorteilhafter Weise die einer bewegten
Masse innewohnende kinetische Energie in eine elektrische Energie umgewandelt
werden.
-
Die
Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie bzw. die Mittel
zum Umwandeln von kinetischer Energie können baulich besonders
einfach ausgestaltet werden, wenn die Einrichtung zum Erzeugen von
elektrischer Energie wenigstens einen beweglichen Permanentmagneten
umfasst, der zum Induzieren von elektrischer Energie gegenüber
einer elektrischen Spule beweglich gelagert ist. Wird der Permanentmagnet
innerhalb der Spule bewegt, kann in der Spule eine elektrische Spannung
erzeugt werden, welche von der Spule abgegriffen und als elektrische
Energie in der Stromspeichereinrichtung zwischengespeichert werden
kann.
-
Idealerweise
kann hierbei jegliche Bewegung der Wechselbrücke genutzt
werden, sodass eine möglichst effektive Energieerzeugung
an der Wechselbrücke gewährleistet werden kann.
-
Die
Einrichtung zum Erzeugen von Energie kann vorliegend vielfältig
ausgestaltet sein. Einen besonders einfachen Aufbau hat sie, wenn
sie einen Lineargenerator umfasst. Ein derartiger Lineargenerator
zeichnet sich durch eine außergewöhnlich robuste
Konstruktion aus, sodass er sehr betriebssicher und wartungsarm
ist.
-
Die
Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie kann vorteilhafter
Weise auch mit einem dreiachsigen Anker ausgestattet werden. Hierdurch
kann die Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie mit einer
Vielzahl an Bewegungsachsen ausgestaltet werden, wodurch die Menge
an generierbaren Strom vorteilhaft erhöht werden kann.
-
Nahezu
jegliche Bewegung der Wechselbrücke kann zum Erzeugen von
elektrischer Energie vorteilhaft genutzt werden, wenn die Einrichtung
zum Erzeugen von elektrischer Energie mehr als einen Lineargenerator
umfasst.
-
Beispielsweise
verläuft die Hauptbetriebsrichtung eines ersten Lineargenerators
der Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie in Richtung
der Längserstreckung der Wechselbrücke. Hierdurch
können Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsbewegungen
eines Transportmittels, wie eines Fahrzeuges, genutzt werden, wenn
die Wechselbrücke auf dem Transportmittel befestigt ist
und mit diesem transportiert wird.
-
Der
Begriff „Hauptbetriebsrichtung” des Lineargenerators
definiert hierbei vorliegend die Hauptbewegungsrichtung des Permanentmagneten
innerhalb einer Spule.
-
Kumulativ
oder alternativ kann vorteilhafter Weise die Hauptbetriebsrichtung
wenigstens eines weiteren Lineargenerators der Einrichtung zum Erzeugen
von elektrischer Energie quer zur Längserstreckung der
Wechselbrücke ausgerichtet sein.
-
Beispielsweise
verläuft die Hauptbetriebsrichtung des weiteren Lineargenerators
quer zur Längserstreckung und im Wesentlichen horizontal. Insofern
können auch Querbeschleunigungen der Wechselbrücke
günstig zur elektrischen Energieerzeugung genutzt werden.
-
Verläuft
eine weitere Hauptbetriebsrichtung zusätzlich quer zur
Längserstreckung und im Wesentlichen vertikal, können
selbst Höhenbewegungen der Wechselbrücke genutzt
werden, um elektrische Energie erzeugen zu können.
-
Um
die Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie besonders
raumsparend und effektiv an der Wechselbrücke installieren
zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Einrichtung zum
Erzeugen von elektrischer Energie zwischen dem Laderaum und der
Befestigungseinrichtung zum Befestigen der Wechselbrücke
an einem Fahrgestell angeordnet ist.
-
Bilden
das Tracking- und Tracing-System und die Einrichtung zum Erzeugen
von elektrischer Energie eine bauliche Einheit, kann diese bauliche Einheit
besonders kompakt selbst in die kleinsten zur Verfügung
stehenden Freiräume an der Wechselbrücke integriert
werden. Gegebenenfalls kann die bauliche Einheit noch durch eine
geeignete Stromspeichereinrichtung und/oder Bauteile eines entsprechenden
Energiemanagementsystems ergänzt werden.
-
Besonders
gut vor äußeren Umwelteinflüssen jeglicher
Art kann eine derartige bauliche Einheit geschützt werden,
wenn zumindest das Tracking- und Tracing-System und die Einrichtung
zum Erzeugen von elektrischer Energie ein gemeinsames Gehäuse
aufweisen.
-
Weitere
Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden
anhand nachfolgender Erläuterung anliegender Zeichnung
beschrieben, in welcher eine erfindungsgemäße
Wechselbrücke mit einer Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie
nach dem faradayschen Induktionsgesetz beispielhaft dargestellt
ist.
-
Es
zeigen:
-
1 schematisch
eine teilweise geschnittene Ansicht der Wechselbrücke mit
der Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie;
-
2 schematisch
einen Querschnitt der Wechselbrücke aus der 1;
-
3 schematisch
eine bauliche Einheit aus einem Tracking- und Tracing-System und
der Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer Energie in einem gemeinsamen
Gehäuse; und
-
4 schematisch
einen Lineargenerator der Einrichtung zum Erzeugen von elektrischer
Energie.
-
Die
in den 1 und 2 gezeigte Wechselbrücke 1 weist
einen Laderaum 2 zum Aufnehmen von Gütern 3 auf.
Der Laderaum 2 ist in seinem hinteren Bereich 4 mittels
einer aufschwenkbaren Laderaumtür 5 verschließbar,
wobei die Laderaumtür 5 gemäß der
Pfeilrichtung 6 schwenkbar gelagert ist. Innerhalb des
Laderaums 2 ist noch ein Fördersystem 7 zum
leichteren Be- und Entladen der Güter 3 installiert.
-
Darüber
hinaus weist die Wechselbrücke 1 eine ausklappbare
Abstelleinrichtung 8 mit vier klappbaren Stützfüßen 9 (hier
nur exemplarisch beziffert) auf. Mittels der ausklappbaren Abstelleinrichtung 8 kann
die Wechselbrücke 1 sicher auf einem Untergrund 10 und
nahezu an einem beliebigen Ort abgestellt und so vorteilhaft auch
für einen längeren Zeitraum zwischengeparkt werden,
bis sie wieder abgeholt und von einem Transportmittel (hier nicht
gezeigt) aufgeladen wird.
-
Die
Wechselbrücke 1 kann mittels einer Befestigungseinrichtung 11 an
dem Transportmittel, insbesondere an einem Fahrgestell des Transportmittels,
befestigt werden, sodass die Wechselbrücke 1 beispielsweise
von einem LKW oder einem schienengebundenen Fahrzeug betriebssicher
transportiert werden kann.
-
Damit
die Wechselbrücke 1 von einem hier nicht näher
gezeigten Logistiksystem stets in Echtzeit geortet werden kann,
verfügt die Wechselbrücke 1 über
eine Ortungsvorrichtung 12 (siehe insbesondere 3),
welche einerseits ein Tracking- und Tracing-System 13 sowie
eine Stromspeichereinrichtung 14 und andererseits erfindungsgemäß eine
Einrichtung 15 zum Erzeugen von elektrischer Energie nach dem
faradayschen Induktionsgesetz aufweist.
-
Damit
die Bauteilgruppen „Tracking- und Tracing-System 13,
Stromspeichereinrichtung 14 und Einrichtung 15 zum
Erzeugen von elektrischer Energie” besonders unproblematisch
in die Wechselbrücke 1 integriert werden können,
sind in diesem Ausführungsbeispiel zumindest all diese
Bauteilgruppen kompakt in einem gemeinsamen Gehäuse 16 untergebracht.
Insofern bilden sie eine sehr kompakte bauliche Einheit 17,
welche vorteilhafter Weise in einem Bauraum 18 der Wechselbrücke 1 eingebaut werden
kann, welcher im Wesentlichen zwischen dem Laderaum 2 und
der Befestigungseinrichtung 11 vorhanden ist. Idealerweise
befindet sich die bauliche Einheit 17 unterseitig des Laderaums 2 aber oberseitig
einer Auflagefläche 19 für ein Transportmittel.
-
Wie
bereits aus der 3 gut ersichtlich ist, verfügt
die Einrichtung 15 zum Erzeugen von elektrischer Energie über
Mittel 20 zum Umwandeln von kinetischer Energie einer beweglich
gelagerten Masse 21. Bei der beweglich gelagerten Masse 21 handelt es
sich um einen Permanentmagneten 22, der mit einer Schwingungsbewegung 23 innerhalb
einer elektrischen Spule 24 schwingen kann. Insofern weist
die Einrichtung 15 zum Erzeugen von elektrischer Energie
einen Lineargenerator 25 auf, dessen Hauptbetriebsrichtung 26 im
Wesentlichen der Schwingungsbewegung 23 entspricht, wobei
die Schwingungsbewegung 23 parallel zur der Längserstreckung 27 der Wechselbrücke 1 ausgerichtet
ist. Hierdurch kann eine Schwingungsbewegung 23 besonders
intensiv durch eine positive oder negative Beschleunigung der Wechselbrücke 1 in
Richtung der Längserstreckung 27 erzeugt werden.
-
Damit
die Ortungsvorrichtung 12 zusätzlich auch an eine
externe Stromversorgung (hier nicht gezeigt) angeschlossen werden
kann, wenn eine solche verfügbar ist, ist die Ortungsvorrichtung 12 noch mit
einer entsprechenden elektrischen Schnittstelle 28 mit
einem Pluspol 29 und mit einem Minuspol 30 ausgestattet.
-
Um
darüber hinaus beispielsweise auch Höhenbewegungen 31 der
Wechselbrücke 1 quer zur Längserstreckung 27 gut
für die Erzeugung von elektrischer Energie nutzen zu können,
verfügt die Einrichtung 15 zum Erzeugen von elektrischer
Energie zusätzlich noch über einen weiteren Lineargenerator 32,
welcher in der Darstellung nach der 4 gezeigt ist.
Der weitere Lineargenerator 32 weist einen vertikal schwingenden
Permanentmagneten 33 auf, welcher an einer Feder 34 befestigt
und in einem Führungsrohr 35 vertikal geführt
ist. Insofern kann der Permanentmagnet 33 innerhalb einer
Spule 36 mit Anschlussklemmen 37 und 38 an
die Stromspeichereinrichtung 14 auf und nieder schwingen.
Der weitere Lineargenerator 32 ist hierbei derart in der
Einrichtung 15 zum Erzeugen von elektrischer Energie gegenüber
dem ersten Lineargenerator 25 ausgerichtet, dass die Hauptbetriebsrichtung 39 des
weiteren Lineargenerators 32 im Wesentlichen quer 40 zur Längserstreckung 27 der
Wechselbrücke 1 verläuft.
-
Es
versteht sich, dass vorliegend noch weitere Lineargeneratoren mit
unterschiedlichen räumlichen Ausrichtungen hinsichtlich
ihrer Hauptbetriebsrichtungen und/oder andersartig ausgestaltete
Beschleunigungsgeneratoren vorgesehen werden können, um
eine Energieerzeugung und -versorgung an einer Wechselbrücke 1 vorteilhaft
sicherstellen zu können.
-
Sämtliche
in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale können
als erfindungswesentlich beansprucht werden, sofern sie einzeln
oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
-
- 1
- Wechselbrücke
- 2
- Laderaum
- 3
- Güter
- 4
- hinterer
Bereich
- 5
- Laderaumtür
- 6
- Pfeilrichtung
- 7
- Fördersystem
- 8
- Abstelleinrichtung
- 9
- klappbare
Stützfüße
- 10
- Untergrund
- 11
- Befestigungseinrichtung
- 12
- Ortungsvorrichtung
- 13
- Tracking-
und Tracing-System
- 14
- Stromspeichereinrichtung
- 15
- Einrichtung
zum Erzeugen von elektrischer Energie
- 16
- Gehäuse
- 17
- bauliche
Einheit
- 18
- Bauraum
- 19
- Auflagefläche
- 20
- Mittel
zum Umwandeln
- 21
- beweglich
gelagerte Masse
- 22
- Permanentmagnet
- 23
- erste
Schwingungsbewegung
- 24
- elektrische
Spule
- 25
- erster
Lineargenerator
- 26
- erste
Hauptbetriebsrichtung
- 27
- Längserstreckung
- 28
- elektrische
Schnittstelle
- 29
- Pluspol
- 30
- Minuspol
- 31
- Höhenbewegungen
- 32
- weiterer
Lineargenerator
- 33
- vertikal
schwingender Permanentmagnet
- 34
- Feder
- 35
- Führungsrohr
- 36
- weitere
Spule
- 37
- erste
Anschlussklemme
- 38
- zweite
Anschlussklemme
- 39
- weitere
Hauptbetriebsrichtung
- 40
- quer
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-