DE2410102A1

DE2410102A1 - Einrichtung zum wechseln der batterien von batteriebetriebenen fahrzeugen

Info

Publication number: DE2410102A1
Application number: DE2410102A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Busch; Bernd Klatt; Theodor Dr Ing Merkle; Paul Meyer; Dieter Wengert
Original assignee: ELEKTR STRASSENVERKEHR GES; JM Voith GmbH
Current assignee: ELEKTR STRASSENVERKEHR GES; JM Voith GmbH
Priority date: 1974-03-02
Filing date: 1974-03-02
Publication date: 1975-09-04
Also published as: FR2262615A1; ATA64575A; DE2410102B2; AT336408B; FR2262615B1

Description

ap/A ^249 J.M. VOITH Gi-SH

Kennwort: "Wechseldrehscheibe" Heidenhein (Brenz)

GES Gesellschaft : für elektrischen

Straßenverkehr mbH

Einrichtung zum Wechseln der Batterien von batteriebetriebenen Fahrzeugen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Wechseln der Batterien von batteriebetriebenen Fahrzeugen mit senkrecht zur Fahrtrichtung an die in Wechselstellung fixierbaren Fahrzeuge heranfahrbaren Wechselwagen zur Aufnahme bzw. Abgabe der Batterien.

In der DT-AS 2 I]A 962 ist eine Batteriewechselstation beschrieben, bei der die Batterien im Durchschiebeverfahren gewechselt, v/erden und auf einem endlosen Förderband (Paternosterprinzip) gespeichert werden. Die Ausrichtung des Fahrzeuges auf die Wechselstation erfolgt durch eine Hebebühne und durch Kupplungsbolzen und -hülsen. Mit dieser Einrichtung ist jedoch eine Automatisierung des Wechselvorganges nur mit einem großen Aufwand erreichbar.

In der CH-PS 209 790 ist eine Einrichtung beschrieben, bei der die Batterie über einen Seilzug aus dem Fahrzeug auf einen neben dem Fahrzeug auf einer Schiene angeordneten Wa.^en geschoben wird. Diese Einrichtung ist ebenfalls nur auf Handbetrieb eingestellt.

Gemäß einem älteren Vorschlag (DT-OS 2 2]A 647) sollen an das Fahrzeug beidseits Transportwagen herangefahren werden, die in eine für den Wechselvorgang erforderliche Position gebracht werden. Durch Transportketten oder Bänder mit Mitnehmer wird eine volle Batterie in' das Fahrzeug eingeschoben und gleichzeitig die leere Batterie auf der anderen Seite des Fahrzeuges herausgeschoben oder gezogen. Diese Wechseleinrichtung benötigt jedoch einen vergleichsweise großen Platz, und ein automatischer Betrieb kann damit ebenfalls nur mit einem großen Aufwand erreicht werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Batterie-

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Wechseleinrichtung zu schaffen, bei der eine Teil- wie auch eine Vollautomatisierung mit einem vertretbaren wirtschaftlichen Aufwand möglich ist und bei der die für die Station erforderlichen Einheiten nur einen geringen Raumbedarf haben.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Der Batteriewechsel und die Lagerung kann durch die aufgezeigten Merkmale weitgehend automatisch vonstattengehen. Auch der Platzaufwand für eine Wechseleinrichtung ist gering. Der Fahrer des Fahrzeuges braucht lediglich an die für sein Fahrzeug bestimmte Stelle (Spurrille od. ähnl„) zu fahren und durch eine entsprechende Kontaktgabe den Wechselvorgang einzuleiten. Der Wechselwagen fährt an das Fahrzeug heran, wird dem Wagentyp entsprechend ausgerichtet und zieht die leere Batterie aus dem Fahrzeug heraus oder schiebt die volle Batterie unter gleichzeitigem Ausschieben der leeren Batterie auf der anderen Seite ein. Die Drehscheibe, auf der sich der Wechselwagen befindet, bewirkt, daß die leere bzw. volle Batterie auf kürzestem Wege in die Abstell- bzw. Ladeplätze geschoben wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Einrichtung zur Ausrichtung von Fahrzeug und Wechselwagen zueinander mit senkrecht zur Fahrtrichtung angeordneten Führungsmittel, die mit am Fahrzeug angebrachten Aufnahmegliedern zur Fixierung des Fahrzeuges in Längsrichtung zusammenarbeiten, und mit einer Hubeinrichtung zur Herstellung eines gleichen Niveaus zwischen Fahrzeug und Wechselwagen versehen.

Eine weitere erfinderische Ausgestaltung besteht darin, daß die Führungsmittel einen konischen Dorn aufweisen, der zwischen am Fahrzeug angebrachte Anschläge einrastet. Durch diese Maßnahme wird das Fahrzeug genau in die für den Batteriewechsel erforderliche Position gebracht und in dieser Lage auch festgehalten.

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Eine zusätzliche vorteilhafte Vielt er bildung besteht darin, daß der Dorn mit einem elastischen Zwischenglied versehen ist. Dadurch werden harte Anfahrstöße vermieden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Hubeinrichtung aus einer höhenverstellbaren Plattform des Wechselwagens und hydraulisch,oder pneumatisch verstellbaren Ankuppeleinrichtungen (Hubstempel), die am Aufbau des Fahrzeuges angreifen, besteht. Die Ankuppeleinrichtungen dienen dazu, den Wechselwagen auf den jeweiligen Fahrzeugtyp einzustellen, um mittels der Hubeinrichtung des Wechselwagens diesen auf das entsprechende Niveau zum Wechseln d-er Batterien zu bringen™,

Eine zusätzliche, vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Transporteinrichtung für die Batterie eine endlose Förderkette mit einem an der zu transportierenden Batterie angreifenden Mitnehmer aufweist.

In vorteilhafter Weise kann die Transporteinrichtung auch an einem Portalaufbau über dem Wechselwagen angeordnet sein. Durch diese Maßnahme kann die Plattform des Wechselwagens von den für die Transporteinrichtung erforderlichen Aufbauten freigehalten werden. Die Batterie 'kann damit auf dem Wechselwagen in einfacher Weise auch durchgeschoben werden.

Eine weitere erfinderische Lösung der gestellten Aufgabe ist in Anspruch 9 aufgezeigt. Diese Maßnahmen bringen den weiteren Vorteil, daß auf der Lore die Weohselwagen längs der Fahrtrichtung des Fahrzeuges (oder auch in eine beliebige andere Richtung) verschoben und ebenfalls in längs der Fahrzeugrichtung seitlich angeordnete Abstell- und Ladeplätze geschoben werden können.

Im Weiteren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, aus denen weitere erfindungsgemäße Merkmale hervorgehen.

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Es zeigen:

Fig.l eine Ansicht der V/echseleinrichtung von oben (prinzipmä3ig);

Fig.2 eine Ansicht der Wechseleinrichtung in Fahrzeuglängsr1chtung;

Fig.3 eine Ausschnittsvergrößerung des Wechselwager.s mit den Führungsmitteln von oben;

Fig.4 eine Ausschnittvergrößerung der am Fahrzeugaufbau angreifenden Ankuppeleinrichtung;

Fig.5 eine Ansicht in Fahrzeuglängsrichtung einer anderen Wechseleinrichtung mit verschiebbarer Lore;

Fig.β einen Schnitt VI-VI nach Fig.5.'

Ein Fahrzeug 1 wird durch eine dem jeweiligen Fahrzeugtyp entsprechende eigene Fahrspur mit einer zu der Wechselstellung gehörenden Laufradmulde 2 in Längsrichtung grob festgelegt. Auf beiden Seiten des Fahrzeuges 1 sind Drehscheiben 3 und 3' angeordnet, auf denen sich Viechseiwagen 4 bzw. 4¹ befinden. An der Peripherie der Dreh-'scheiben 3 und 3^f sind Batterieabstell- und Ladeplätze 5 bzw. 5¹ angeordnet.

Die mit einem Lagerbock 21 versehenen Drehscheiben 3 und 3' laufen auf Rollen 6 und können in bekannter V/eise über einen Elektromotor und mit diesen zusammenarbeitenden Zahnrädern, Spurkränzen oder Ketten (nicht dargestellt) verdreht werden.

Wenn das Fahrzeug 1 auf seiner Spur in den Laufradmulden 2 steht, braucht der Fahrer nur durch Kontaktgabe, beispielsweise Druckknopf betätigung, den V/echselvorgang auslösen. Die Viechseiwagen 4, 4^f werden an das Fahrzeug 1 herangeschoben. Dies kann in einfacher Weise durch einen elektrischen Zahnradantrieb, durch den dargestellten hydraulischen Vorschub, bestehend aus einem Hubkolben 23, der an einem am Wechselwagen 4 angebrachten Nocken 24 angreift, oder auf ähnliche Weise erreicht werden. Dabei werden die Ankuppeleinrich-

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tungen, hydraulisch betätigbare Hubstempel J in die dem jeweiligen Fahrzeugtyp entsprechende Positionen ausgefahren. Ein konischer Dorn rastet dabei während der Querverschiebung zwischen Anschlägen 9, die am Aufbau 10 des Fahrzeuges 1 angebracht sind, ein und zentriert so das !Fahrzeug genau in die richtige Position. Anschließend wird der Wechselwagen 4 über Scherenglieder 11 hydraulisch hochgehoben,, wobei das Fahrzeug 1 über die Anlcuppeleinri chtung J noch leicht mit angehoben wi r d.

Die Querverschiebung des Wechselwagens 4 kann durch einen Endschalter, der durch einen auf dem Dorn S zusätzlich angebrachten Querträger 13, an den die Anschläge 9 anschlagen, beendet v/erden. Durch eine Federeinrichtung l4 (Tellerfedern oder Gummipuffer) wird der Anfahrdruck gemildert.

Die Transporteinrichtung für die Batterien 17 kann in bekannter Weise über in beide Fahrtrichtungen wirkende Zugvorrichtungen, die auf dem Wechselwagen 4 angeordnet sind, erfoljen. Die Transporteinrichtung besteht in einfacher-Weise aus einer endlosen Förderkette 15, an der Mitnehmer ΐβ angeordnet sind. Dur ei. diese Mitnehmer 1-5 wird die Batterie entweder geschoben oder, entsprechend in Halterungen eingerastet, auch gezogen.

Beim Arbeiten im Durchschiebebetrieb, d.h. wenn auf beiden Seiten des Fahrzeuges 1 Drehscheiben mit Wechselwagen und Abstellplätzen angeordnet sind, wird in einfacher V/eise die volle Batterie 17 (in der Zeichnung die linke) in das Fahrzeug eingeschoben, wodurch die Leere, sich in dem Fahrzeug befindliche Batterie Io gleichzeitig ausgeschoben wird. Die ausgeschobene leere Batterie v/ird dann von dem Mitnehmer l6' erfasst und ganz auf den Wechselwagen 4' gezogen.

Das Fahrzeug l kann nun mit der vollen Batterie 17 abfahren. Die leere Batterie 18 kann dann nach einer entsprechenden Drehbewegung der Drehscheibe 3 und Einstellung der entsprechenden Höhe der Plattform 19 des Weehselwagens 4¹ in eines der leeren Abstellplätze 5 eingefahren werden. Zur Raumeinsparung sind dabei entsprechend der

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verfügbaren Hubhöhe des Wechselwagens mehrere Aufnahmefächer 20 pro Abstellplatz 5 bzw. 5' übereinander angeordnet.

In der Figur 8 ist in prinzipmäßiger Darstellung eine andere Möglichkeit für die Anordnung der Transporteinrichtung für die Batterien 17 bzw. l8 vorgesehen. Der Wechselwagen 4 befindet sich in diesem Falle auf einer auf Schienen 25 längs der Fahrtrichtung des Fahrzeuges l verfahrbaren Lore 2υ. Eine endlose umsteuerbare Förderkette 27 1st auf einem Porcalaufbau 28 über der Plattform 19 des Wechselwagcns 4 angeordnet. Der Portalaufbau 28 ist mit einem Ausleger 29 versehen, um den Wechselwagen 4 auf die entlang der Fahrzeugläncsrichtung angeordneten Abstell- und Ladeplätze J>0 schieben zu können. Über ein Gestänge 22, das an einem Ende an der Förderkette 27 befestigt ist und durch Rollen >1, die in Schienen 32 laufen, geführt wird, schiebt ein am anderen Ende des Gestänges 22 angeordneter Mitnehmer 33 die Batterien 17 bzw. l8. Die Querverschiebung des Wechselwagens 4 und die Ankuppelung an das Fahrzeug 1 erfolgt in gleicher Weise, wie in der Fig.1 - 4 beschrieben.

Heidenheim, 18.Februar 1974
Lo/Rä

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Claims

24101

'ap/A 3249 J.M. VOITH GMBH

Kennwort: »Wechseldrehscheibe'¹ Heidenheim (Brenz)

Patentansprüche

Einrichtung zum Wechseln der Batterien von batteriegetriebenen Fahrzeugen mit senkrecht zur Fahrtrichtung an die in Wechselstellung fixierbaren Fahrzeuge heranfahrbaren Weehselwagen zur Aufnahme bzw. Abgabe der Batterien, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einer Seite neben der -Viechselsteile der Fahrzeuge (l) eine Drehscheibe (3., 3') angeordnet ist, auf der der Wechselwagen (4, 4¹) senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges (l) verfahrbar ist, daß der Wechselwagen (4, 4^f) mit Einrichtungen zur Ausrichtung von Fahrzeug (l) und V/echseiwagen (4, 4') zueinander auf eine Verschiebeebene und mit einer Transporteinrichtung (15, ΐβ bzw. 21, .22, 23) für die Batterien (17, l8) versehen ist, und daß an der Peripherie der Drehscheibe J>, 3') außerhalb der Fahrbahn der Fahrzeuge (l) radial zur Drehscheibe (3, 3¹) ausgerichtete, mit dem Wechselwagen (4, 4¹) kuppelbare Batterieabstell- und Ladeplätze (5* 5^f) angeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur"Ausrichtung von Fahrzeug (l) und Wechselwagen (4, 4¹) senkrecht zur Fahrtrichtung liegende Führungsmittel (8) aufweisen, die mit am Fahrzeug (l) angebrachte Aufnahmeglieder (9) zur Fixierung des Fahrzeuges (l) in Längsrichtung zusammenarbeiten, und aus einer Hubeinrichtung (7, 11) zur Herstellung eines gleichen Niveaus versehen ist.

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3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel einen konischen Dorn (8) aufweisen, der zwischen Anschläge (9) einrastet.
4. Einrichtung nach Anspruch 3>, dadurch gekennzeichnet, daß

der Dorn (8) mit einem elastischen Zwischenglied (Tellerfedern oder Gummiring (l4) ) versehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

die Hubeinrichtung aus einer höhenverstellbaren Plattform (19) des Wechselwagens (4, 4') und hydraulisch oder pneumatisch betätigte Ankuppeleinrichtungen (Hubstempel) (7), die an dem Aufbau (lO) des Fahrzeuges (l) angreifen, besteht.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankuppeleinrichtungen (7) zur Anpassung an die verschiedenen Fahrzeugtypen höhenverstellbar ausgebildet sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Transporteinrichtung für die Batterien (17, 18) eine endlose Förderkette (15) mit an den zu transportierenden Batterien angreifenden Mitnehmern (ΐβ) aufweist.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Transporteinrichtung an einem Portalaufbau (21) über dem Wechselwagen (4, 4¹) angeordnet ist.
9. Einrichtung zum Wechseln der Batterien von batteriegetriebenen Fahrzeugen mit senkrecht zur Fahrtrichtung an die in Wechselstellung fixierbaren Fahrzeuge heranfahrbaren Wechselwagen zur Aufnahme bzw. Abgabe der Batterien, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einer Seite neben der Wechselstelle eine auf Schienen (25) verschiebbare Lore (2.6) angeordnet ist, auf der der Wechselwagen (4, 4^f) senkrecht

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zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges (l) verfahrbar ist, daß der Wechselwagen (4, 4') mit Einrichtungen zur Ausrichtung von Fahrzeug (l) und Wechselwagen (4, 4') zueinander auf eine Verschiebeebene und mit einer Transporteinrichtung (15* 16 bzw. 22, 27, 33) für die Batterien (17, 18) versehen ist, und daß der auf der Lore (2β) verschiebbare Wechselwagen (4, 4¹) an Batterieabstell- und Ladeplätze (30) ankuppelbar ist.

Heidenheim, den 18.Februar 1974
Lo/Rä

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