DE2424388C2

DE2424388C2 - Battery changing device for battery-powered vehicles

Info

Publication number: DE2424388C2
Application number: DE19742424388
Authority: DE
Inventors: Theodor Dr. 7921 Itzelberg; Kastler Eugen 7921 Hürben; Gottwald Joh. Dipl.-Ing. 4330 Mülheim; Klatt Bernd 4000 Düsseldorf; Busch Heinz 4230 Wesel; Baumann Klaus-Peter 4150Krefeld Merkle
Original assignee: JM Voith 7920 Heidenheim Ges Gesellschaft Fuer Elektrischen Strassenverkehr Mbh 4000 Duesseldorf GmbH
Current assignee: JM Voith 7920 Heidenheim Ges Gesellschaft Fuer Elektrischen Strassenverkehr Mbh 4000 Duesseldorf GmbH
Filing date: 1974-05-20
Publication date: 1976-04-22

Description

Bei batteriegetriebenen Fahrzeugen ist es erforderlich, die im Fahrzeug arretierte Batterie öfter durch frischaufgeladene Batterien zu ersetzen, da die Kapazität derartiger Batterien relativ gering ist. Zu diesem Zweck fährt das Fahrzeug mit der zu wechselnden Batterie im allgemeinen an eine sogenannte Wechselstation. An dieser Wechselstation wird seitlich an das ^(lü Fahrzeug eine Transporteinrichtung herangefahren, die mit der im Fahrzeug arretierten leeren Batterie gekoppelt wird, so daß diese aus dem Fahrzeug herausgezogen und eine neue Batterie eingeschoben und anschließend ebenfalls im Fahrzeug arretiert werden kann. ⁽'5 Eine derartige Batteriewechselvorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ist durch die DT-AS Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Balteriewechseleinrichtung zu schaffen, mit der der Wechselvorgang in Verbindung mit dem Arretierungsvorgang in einfacher Weise schnell durchgeführt werden kann.In the case of battery-powered vehicles, it is necessary to replace the battery locked in the vehicle with freshly charged batteries more often, since the capacity of such batteries is relatively low. For this purpose, the vehicle with the battery to be changed generally drives to a so-called exchange station. At this changing station, ^{a transport device is brought up to the side of the (lü} vehicle, which is coupled to the empty battery locked in the vehicle so that it can be pulled out of the vehicle and a new battery inserted and then also locked in the vehicle. ⁽ '5 A Such a battery changing device according to the preamble of claim 1 is provided by the DT-AS. The present invention is based on the object of creating a battery changing device with which the changing process in connection with the locking process can be carried out quickly in a simple manner.

Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 wird diese Aufgabe gelöst.This object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Durch die erfindungsgemäße Kupplung wird also mi·. einer einfachen Drehbewegung die Arretierung der leeren Batterie im Fahrzeug gelöst, und gleichzeitig erfolgt auch die Ankopplung an die Transporteinrichtung. Beim Einschieben einer vollen Batterie wird die Drehbewegung der Kupplung umgekehrt, und der Vorgang läuft in umgekehrter Reihenfolge ab. Durch die gleich zeitige Verriegelung und Entkopplung der Batterie bzw. durch die Entriegelung und Ankopplung läßt sich ein schneller Batteriewechsel durchführen. Dadurch, daß wenige Funktionen zu erfüllen sind, ist der Wechselvorgang auch für eine eventuelle Automatisierung gut geeignet.The coupling according to the invention therefore means that mi ·. a simple twisting movement releases the locking of the empty battery in the vehicle, and takes place at the same time also the coupling to the transport device. When inserting a full battery, the rotary movement the clutch is reversed, and the process is reversed. By the same early locking and decoupling of the battery or by unlocking and coupling can be perform a quick battery change. The fact that few functions have to be fulfilled makes the changeover process also well suited for possible automation.

In den Unteransprüchen sind erfindungsgemäße Weiterbildungen aufgezeigt.In the subclaims are according to the invention Further training shown.

Durch die in Anspruch 2 angegebenen Merkmale wird eine gleichmäßige Führung der zu wechselnden Batterien erreicht. Zur Ver- bzw. Entriegelung ist nur eine Drehbewegung der Kupplung von etwa 90" erforderlich. The features specified in claim 2 ensure a uniform guidance of the to be changed Batteries reached. Only a rotary movement of about 90 "is required for locking or unlocking.

Durch die Anordnung eines elastischen Zwischengliedes in der Kupplung, gemäß Anspruch 3, werden harte Stöße vermieden.By arranging an elastic intermediate member in the coupling, according to claim 3, are hard bumps avoided.

Die Sicherungseinrichtung gemäß Anspruch 4 bewirkt einen festen Halt der Batterie im Fahrzeug bzw. sie vermeidet, daß sie sich während der Verschiebebewegung beim Batteriewechsel von der Transporleinrichtung löst.The safety device according to claim 4 provides a firm hold of the battery in the vehicle or it prevents them from moving away from the transport device during the displacement movement when changing the battery solves.

Durch die Führung der Riegelstangen in dem schwenkbaren Träger nach Anspruch 5 wird sichergestellt, daß auch bei einer Schrägstellung des Fahrzeugs — in gewissen Grenzen — zur Wechselstation eine Ankopplung möglich ist.By guiding the locking rods in the pivotable carrier according to claim 5, it is ensured that even with an inclined position of the vehicle - within certain limits - a coupling to the changing station is possible.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is described below. It shows

F i g. 1 eine Ansicht einer Batterie mit der erfindungsgemäßen Entriegelung- und Ankopplungseinrichtung teilweise im Schnitt 1-1 nach der F i g. 2,F i g. 1 shows a view of a battery with the unlocking and coupling device according to the invention partly in section 1-1 according to FIG. 2,

F i g. 2 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben,F i g. 2 a view of the device according to the invention from above,

IF i g. 3 eine Ausschnittsvergrößerung des strichpunktierten Kreises in Fi g. 1,IF i g. 3 shows an enlarged section of the dash-dotted circle in FIG. 1,

Fig. 4 einen Ausschnitt nach der Linie IV-IV der F i g. 3,FIG. 4 shows a detail along the line IV-IV in FIG. 3,

F i g. 5 einen Schnitt V-V nach der F i g. I.F i g. 5 shows a section V-V according to FIG. I.

lim Fahrgestell 1 eines Fahrzeugs befindet sich eine Aussparung 2, in der eine Batterie 3 angeordnet ist. Die Batterie 3 ist mit Rädern 4 versehen, die auf Schienen 5 laufen. An der Stirnseite 6 der Batterie 3 ist ein Drehbolzen 7 mit einem Mitnehmer 8 angeordnet. An dem Drehbolzen 7 sind zwei Riegelstangen 9a,96angclenkt, die zur Arretierung der Batterie 3 in Halterungen 10a und 106 am Fahrgestell eingreifen. In einfacher Weise bestehen die Halterungen 10a und 106 aus in den Schienen 5 befindlichen Bohrungen. Zur Verschiebung der Batterien dient eine Transporteinrichtung 11, die durch einen nicht dargestellten Motor in Richtung A oder B bewegt wird. An der Stirnseile der Transporteinrichtung befindet sich eine Kupplungshülse 12, die zur Ankopplung an die Batterie über den Drehbolzen 7 geschoben wird.In the chassis 1 of a vehicle there is a recess 2 in which a battery 3 is arranged. The battery 3 is provided with wheels 4 which run on rails 5. A pivot pin 7 with a driver 8 is arranged on the end face 6 of the battery 3. Two locking bars 9a, 96 are hinged to the pivot pin 7 and engage in brackets 10a and 106 on the chassis to lock the battery 3 in place. In a simple manner, the holders 10a and 106 consist of bores located in the rails 5. A transport device 11, which is moved in direction A or B by a motor (not shown), is used to move the batteries. There is a coupling sleeve 12 on the end cable of the transport device, which is pushed over the pivot pin 7 for coupling to the battery.

An der Kupplungshülsc 12 sind zwei weitere Riegelstangen 13a und 136 angelenki, die in seillich an der Batterie 3 angeordnete Ösen 14a und 14b zur Ankopplung einrasten. Die Riegelstangen 13<i und 136 sind in einem Träger 20 geführt, der um eine vertikale Achse 21 schwenkbar gelagert ist und an der Transporteinrichtung 11 befestigt ist. Mittels elastischer Glieder 22 wird der Träger 20 in einer mittleren Lage gehalten. Diese Lagerung dient bei einer geringen zulässigen Schrägstellung der Batterie zur Anpassung und besseren Ankupplung an die Transporteinrichtung.Two further locking rods 13a and 136 are hinged on the coupling sleeve 12 and snap into eyelets 14a and 14b arranged on the battery 3 for coupling purposes. The locking bars 13 and 136 are guided in a carrier 20 which is mounted pivotably about a vertical axis 21 and is fastened to the transport device 11. The carrier 20 is held in a central position by means of elastic members 22. With a slight permissible inclination of the battery, this storage is used for adaptation and better coupling to the transport device.

Der Batteriewechselvorgang erfolgt auf folgende Weise:The battery change process is carried out in the following way:

Nachdem das Fahrzeug in die für den Wechselvorgang erforderliche Position gebracht ist, fährt die Transporteinrichtung 11 an die Batterie 3 heran. Über die Kupplungshülse 12 und den Drehbolzen 7 erfolgt die Ankopplung, wobei eine Feder 15 als Zwischenglied harte Anfahrstöße verhindert. Zu diesem Zeilpunkt ist die Batterie 3 noch über die beiden Riegelstangen 9.7 und 9b und die Halterungen 10;i und 10i> mit dem Fahrgestell 1 des Fahrzeugs verbunden, und die beiden Riegelstangen 13a und 13b, die an der Kupplungshülse 12 der Transporteinrichtung 11 angelenkt sind, befinden sich noch nicht in Eingriff. Über einen Drehantrieb, z. B. einen Elektromotor 16 und ein Getriebe 17, wird die Kupplungshülse 12 und über den Mitnehmer 8 damit auch der Drehbolzen 7 um etwa 9CT verschwenkt (in der gezeichneten Posiiion in F i g. 1 mit l-ü von rechts nach links). Durch diese Schwenkbewegung weiden die Riegelstangen 9j und 9b aus den Halterungen 10a und 10ö zurückgezogen, wodurch die Arretierung der Bat terie 3 im Fahrgestell 1 gelöst wird. Gleichzeitig werden die Riegelstangen 13a und 136 in die Ösen 14a und 146 eingeschoben und so die Transporteinrichtung mitAfter the vehicle has been brought into the position required for the changing process, the transport device 11 moves up to the battery 3. The coupling takes place via the coupling sleeve 12 and the pivot pin 7, a spring 15 as an intermediate element preventing hard starting impacts. At this point, the battery 3 is still connected to the chassis 1 of the vehicle via the two locking bars 9.7 and 9b and the brackets 10; i and 10i>, and the two locking bars 13a and 13b, which are hinged to the coupling sleeve 12 of the transport device 11 , are not yet engaged. Via a rotary drive, e.g. B. an electric motor 16 and a gear 17, the coupling sleeve 12 and via the driver 8 thus also the pivot pin 7 is pivoted by about 9CT (in the position shown in FIG. 1 with l-u from right to left). As a result of this pivoting movement, the locking bars 9j and 9b are withdrawn from the brackets 10a and 10ö, whereby the locking of the battery 3 in the chassis 1 is released. At the same time, the locking bars 13a and 136 are pushed into the eyelets 14a and 146 and so are the transport device

ίο der Batterie 3 verbunden. Die Batterie 3 kann sodann aus dem Fahrzeug gezogen werden. Eine an der Stirnseite 6 der Batterie angeordnete Sicherungseinrichtung 18 gewahrleistet einen festen Sitz in den jeweiligen Endlagen der Verschwenkung. Die Sicherungseinrichtung 18 besteht dabei aus einem Hohlzylinder, in dem eine Spiralfeder 19 für die notwendige Vorspannung sorgt.ίο the battery 3 connected. The battery 3 can then pulled out of the vehicle. A safety device arranged on the end face 6 of the battery 18 ensures a tight fit in the respective end positions of the pivoting. The protection scheme 18 consists of a hollow cylinder in which a spiral spring 19 for the necessary preload cares.

Nach dem Einschieben der neuen Batterie spielt sich der Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ab, d. h.. die Drehbewegung der-Kupplungshülse 12 bzw. des Drehbolzens 7 erfolgt zurück in die alte Position, wodurch die Riegelstangen 13a und 136 zurückgezogen und die Riegelstangen 9a und 9b zur Arreiierung der Batterie im Fahrgestell 1 in die Halterungen iOa und t0£> eingeschoben werden.After inserting the new battery, the process takes place in reverse order, ie. The rotary movement of the coupling sleeve 12 or the pivot pin 7 takes place back in the old position, whereby the locking bars 13a and 136 are withdrawn and the locking bars 9a and 9b are inserted into the brackets iOa and t0 £> to lock the battery in the chassis 1.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Construction changing device for battery-powered Vehicles with locking or unlocking of the battery that can be locked in the vehicle and coupling to a transport device pulling the battery out of the vehicle, characterized in that that the battery (3) and the transport device (11) with one another via a coupling can be connected, which can be actuated by rotating about an axis lying in the transport direction, wherein a locking member engages on the coupling part arranged on the battery (3), depending on the the rotation of the coupling releases the battery (3) from the lock in the chassis of the vehicle or it is locked in the chassis, and on the coupling part arranged on the transport device (11) a second locking member engages, which with the same rotation of the clutch, the battery (3) coupled to the transport device (11) or decoupled from it.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the coupling consists of a pivot pin (7) with a driver (8) and a coupling sleeve (12) cooperating with the pivot pin (7) and the two on the pivot pin (7) or formed as locking bars (9a and 96 or 13a and 136) hinged to the coupling sleeve (12) Locking links each with eyelets arranged laterally on the end face (6) of the battery (3) (14a, 146) or with brackets attached on both sides next to the battery (3) in the chassis (1) of the vehicle (10a, 106) work together.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the coupling in the Transportrichiung with an elastic intermediate link,

z. B. a spring (15) is provided.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the coupling with a Safety device (18) is provided to maintain the respective end position of the rotation.

5. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the on the transport device (11) located locking bars (13a and 136) in a carrier (20) in a substantially horizontal Direction are guided and that the carrier (20) about a vertical axis (21) pivotable on the Transport device (11) is attached.

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