DE2535454A1

DE2535454A1 - Einrichtung zum wechseln der batterien von batteriebetriebenen fahrzeugen

Info

Publication number: DE2535454A1
Application number: DE19752535454
Authority: DE
Inventors: Joachim Buehling; Bernd Klatt; Theodor Dr Ing Merkle; Paul Meyer
Original assignee: ELEKTR STRASSENVERKEHR GES; JM Voith GmbH
Current assignee: ELEKTR STRASSENVERKEHR GES; JM Voith GmbH
Priority date: 1974-03-02
Filing date: 1975-08-08
Publication date: 1976-07-29
Also published as: DE2535454B2

Description

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, z.B. gemäß Patent . . . . . . .(Patentanmeldung P 24 10 102.8-)2).
In dem Hauptpatent wird vorgeschlagen, wenigstens auf einer Seite neben der Wechselstelle der Fahrzeuge eine Drehscheibe anzuordnen, auf der der Wechselwagen senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges verfahrbar ist, und den Wechselwagen mit Einrichtungen zur Ausrichtung von Fahrzeug und Wechselwagen zueinander auf eine Verschiebeebene und mit einer Transporteinrichtung für die Batterien zu versehen, sowie an der Peripherie der Drehscheibe außerhalb der Fahrbahn der Fahrzeuge radial zur Drehscheibe ausgerichtete, mit dem Wechselwagen kuppelbare Batterieabstell- und Ladeplätze anzuordnen.
Dem Kombinationsmerkmal im kennzeichnenden Teil des Hauptpatentes, neben der Wechselstelle der Fahrzeuge eine Drehscheibe anzuordnen, liegt der allgemeine Erfindungsgedanke zugrunde, daß der Wechselwagen wenigstens auf einer Seite der Fahrzeuge geführt und verfahrbar ausgebildet und eine Einrichtung zum Drehen um eine feste vertikal durch den Wechselwagen gehende Achse vorgesehen ist. Somit wird die Aufgabe des Hauptpatentes durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
In einer vorteilhaften besonderen Ausführung der Wechseleinrichtung ist der Wechselwagen mittels seiner Räder oder Rollen gegebenenfalls nach Verstellung derselben in eine hierfür geeignete Lage mit zur Drehachse gerichteten Achsen unmittelbar drehbar ausgebildet und zum Führen des Wechselwagens dient eink ortsfest am Boden oder am Wechselwagen befestigter Zapfen, der in eine Längsführung am jeweils anderen Teil ragt. Es wird also, im Gegensatz zum Hauptpatent, keine besondere Drehscheibe benötigt, sondern der Wagen selbst kann in eine Drehscheibe verwandelt werden. Durch eine solche Ausbildung werden zumindest die gleichen Vorteile wie bei einem Wechselwagen nach dem Hauptpatent erzielt, wie Automatisierungsmöglichkeit und geringer Platzbedarf. Darüberhinaus ist eine solche Konstruktion noch wirtschaftlicher als eine solche mit gesonderten Drehscheiben.
In zweckmäßiger Weiterbildung dieser Ausbildungsmöglichkeit der Erfindung weist der Wechselwagen in der Mitte einer Stirnseite ein horizontal schwenkbares und antreibbares Rad auf, und an der gegenüberliegenden Stirnseite sind außerhalb der Mitte Räder angeordnet, die wahlweise für eine Schiebebewegung des Wechselwagens geradeaus und für eine Drehbewegung um die Drehachse einstellbar sind, wobei die einstellbaren Räder vorzugsweise als sich selbst einstellende Schleppräder ausgebildet sind. Mit Hilfe des antreibbaren und horizontal schwenkbaren Rades an der einen Stirnseite wird der Wechselwagen sowohl längsverschoben als auch in die einzelnen Positionen zum Beschicken der Batterieabstell- und Ladeplätze verdreht. Dabei können die Schleppräder bezüglich ihrer horizontalen Schwenkbarkeit feststellbar ausgebildet sein. Das Drehen erfolgt vorzugsweise in der durch die Länge der Schlitzführung begrenzten von dem Fahrzeug entfernteren Stellung des Wechselwagens.
In einer weiteren zweckmäßigen Verkörperungsmöglichkeit der Erfindung weist der Wechselwagen seitlich angeordnete Räder und Rollen auf, deren Achsen zueinander koaxial sind und die in Drehstellung durch die Drehachse des Weohselwagens gehen, ferner ist an einer Stirnseite ein angetriebenes, zwischen einer Stellung für Geradeausfahrt und einer für Drehen um die Drehachse verschwenkbares Rad angeordnet, und der Schwerpunkt des Wechselwagens liegt zwischen der Drehachse und der das Antriebsrad aufweisenden Stirnseite. Vorzugsweise ist bei dieser Ausführungsform an der dem Antriebsrad gegenüberliegenden Stirnseite wenigstens eine beim Ausliegen des Antriebsrades auf dem Boden sich ein Stück über diesem befindliche Abstützung angeordnet. Diese Abstützung kann als zusätzliche, an beiden Ecken der Stirnseite und mittig angebrachte Rolle, aber auch jeweils lediglich als Stützfuß ausgebildet sein.
Sie kann auch nach unten, z.B. hydraulisch, ausfahrbar eingerichtet sein. Wenn der Wechselwagen mit dem Fahrzeug verriegelt ist, wird die Batterie soweit auf den Wechselwagen gezogen, bis der Gesamtschwerpunkt wieder auf der vom Fahrzeug abgewandten Seite zwischen der Drehachse und der das Antriebsrad aufweisenden Stirnseite liegt. Dabei wird die zunächst am Boden liegende Abstützung, sofern sie nicht aus fahrbar ausgebildet ist, abgehoben, und der Wechselwagen stützt sich an der anderen Stirnseite auf dem Antriebsrad auf, mittels welchem er nunmehr verfahren und gedreht werden kann.
Nach einer anderen erfindungsgemäßen Ausbildung weist der Wechselwagen eine feststehende Radgruppe für Geradeausfahrt und eine feststehende Radgruppe für Drehen auf, von denen eine von beiden derart absenkbar ist, daß beim Absenken die andere Radgruppe vom Boden abgehoben wird. Hier ist jeweils die für die gewünschte Betriebsart vorgesehene Radgruppe im Einsatz.
In einer weiteren Variante ist der Wechselwagen in der Mitte einer Stirnseite mit einem horizontalen schwenkbaren und antreibbaren Rad ausgerüstet sowie mit diesem ein Dreieck bildenden zwei weiteren Tragrädern,und der Wechselwagen ist ferner zwischen zwei horizontalen Rollen längsgeführt, die an einem fest am Boden gelagerten Drehgestell angeordnet sind.
Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, aus denen weitere erfindungsgemäße Merkmale hervorgehen.
Es zeigen, jeweils prinzipmäßig: Fig. 1 von oben eineWechseleinrichtung mit drehbar ausgebildetem Wechselwagen in Wechselstellung; Fig. 2 eine Ansicht der Wechseleinrichtung nach Fig. 1 in Fahrzeuglängsrichtung gesehen; Fig. 3 von oben eine Alternativausbildung einer Wechseleinrichtung mit drehbar ausgebildetem Wechselwagen, Fig. 4 eine weitere Variante eines drehbaren Wechselwagens in Drehstellung,und Fig. 5 und 6 von oben bzw. vergrößert von vorn noch eine Variante eines drehbaren Wechselwagens.
In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 und 2 ist neben der Fahrspur 2 für das Fahrzeug 1 ein Wechselwagen 4 angeordnet, der an der vom Fahrzeug 1 abgewandten Stirnseite ein in einem Drehschemel 34 gelagertes antreibbares Rad 35 aufweist. Zum Verschwenken des Drehschemels dient ein Elektromotor q6und zum Antrieb des Rades 35 ein Elektromotor 37. Der Wechselwagen ist durch einen am Boden fest verankerten Zapfen 38 geführt, der in einen Führungsschlitz 39 an der Unterseite des Wechselwagens 4 ragt. Der Führungsschlitz 39 erlaubt eine geführte Längsverschiebung des Wechselwagens entsprechend der Länge des Schlitzes. Die Achsen 40 der seitlichen Räder 41 gehen durch die durch den Zapfen 38 definierte Drehachse, wenn sich der Wechselwagen in der dargestellten am weitesten zurückgezogenen Stellung befindet. An der dem Fahrzeug 1 zugewandten Stirnseite des Wechselwagens sind Stützfüße 42 befestigt, die sich wenige Millimeter über dem Boden befinden, wenn das Rad 35 den Boden berührt. Der Schwerpunkt des unbeladenen Wechselwagens befindet sich zwischen dem Rad 35 und der Achse 40, desgleichen, wenn sich die Batterie 18 in der strichpunktiert dargestellten Normallage auf dem befindet. Lediglich während des Beladens wird die dem Fahrzeug zugewandte Stirnseite so belastet, daß sich der Wechselwagen auf den Stützfüßen 42 abstützt und dabei das Rad 35 vom Boden abgehoben wird.
Wenn die Stützfüße 42 absenkbar ausgebildet sind, z.B. als hydraulisch betätigte Kolben, dann wird ein Abheben des Rades 35 vom Boden vermieden.
Wie bereits im Hauptpatent beschrieben, wird die im Fahrzeug befindliche Batterie nach dem gegenseitigen Ausrichten von Wechselwagen 4 und Fahrzeug 1 von letzterem mittels einer auf dem Wechselwagen 4 angeordneten, an sich bekannten, eine Förderkette 15 aufweisenden Transporteinrichtung herüber auf den Wechselwagen 4 gezogen.
Zum Drehen des Wechselwagens wird der Drehschemel 34 durch den Motor 36 um 900 geschwenkt und dann das Rad 35 angetrieben. Dabei dreht sich der Wechselwagen um den Zapfen 38, bis die Stirnseite des Wechselwagens auf einen freien Abstellplatz 5 weist und die auf dem Wechselwagen befindliche Batterie mittels der Förderkette 15 auf diesen Abstellplatz geschoben werden kann. Umgekehrt können auf diese Weise frisch aufgeladene Batterien von einem der Abstellplätze 5 in das Fahrzeug 1 verbracht werden.
Der Wechselwagen 4 gemäß Figur 3 ist in gleicher Weise wie der in Fig. 1 und 2 mit einer Zapfen-Schlitzführung versehen und weist ebenfalls ein mittels eines Drehschemels schwenkbar gelagertes angetriebenes Rad 35 auf. Im Bereich der dem Fahrzeug zugewandten Stirnseite sind zwei umlenkbare, für eine Längsverschiebung geeignete Räder 43 am Wechselwagen gelagert. Ein weiteres Räderpaar 44, 45 mit durch die Achse des Zapfens 38 gehenden Achsen 46 und 47 ist hydraulisch absenkbar zusätzlich am Wechselwagen angeordnet. Beim Geradeausverschieben des Wechselwagens in dem durch den Führungsschlitz 39 definierten Bereich steht das Rad 35 in der dargestellten Lage und das Räderpaar 44,45 ist angehoben. Für eine Drehbewegung wird das Räderpaar 44,45 abgesenkt, bis das Räderpaar 43 vom Boden abgehoben hat, und das Rad 35 wird horizontal um 900 gedreht.
In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 4, das einen Wechselwagen während der Drehbewegung darstellt, ist das Rad 35 wiederum horizontal schwenkbar angeordnet. Die Räder 48 und 49 sind als Schleppräder ausgebildet, d.h. sie stellen sich von selbst in die erforderliche Lage ein. In der dargestellten Drehsituation weisen ihre Achsen 50 bzw. 51 zur Achse des Zapfens 38. Wenigstens eines der Räder 48, 49 kann für Geradeausverschiebung festgestellt werden.
In der Variante gemäß Figuren 5 und 6 ist am Boden unterhalb des Wechselwagens 4 ein flaches Drehgestell 52 um einen am Boden befestigten Zapfen 53 drehbar gelagert. An beiden Enden des Drehgestells 52 sind horizontale Führungsrollen 54 drehbar gelagert, die an beiden Seiten des Wechselwagens 4 angreifen und ihn bei einer Längsverschiebung führen. Der Wechselwagen 4 weist wie in den vorhergehenden Beispielen ein mittels eines Drehschemels schwenkbar gelagertes,angetriebenes Rad 35 auf sowie zwei seitliche Räder 41. Der Wechselwagen kann also in Längsrichtung zwischen den Führungsrollen 54 verschoben werden. Beim Dre hen des Wechselwaaens wird er soweit verschoben, bis die Achsende etwa durch den Zapfen 53 geht.
Die übrigen Einrichtungen der Wechselwagen zum Ankuppeln, zum Verschieben der Batterie usw., sind in gleicher Weise wie bei den entsprechenden Einrichtungen der Hauptanmeldung ausgebildet,

Claims

Patentansprüche Öl 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 der Fahrzeuge (1) der Wechselwagen (4) senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges (1) geführt verfahrbar ausgebildet ist und eine Einrichtung zum Drehen um eine feste vertikal durch den Wechselwagen gehende Achse aufweist, daß der Wechselwagen (4) mit Einrichtungen zur Ausrichtung von Fahrzeug (1) und Wechselwagen (4) zueinander auf eine Verschiebeebene und mit einer Transporteinrichtung (15) für die Batterien (18) versehen ist, und daß außerhalb der Fahrbahn der Fahrzeuge (1) radial zur Drehachse ausgerichtete, von dem Wechselwagen (4) beschickbare und mit diesem kuppelbare Batterieabstell- und Ladeplätze (5) angeordnet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselwagen mittels seiner Räder oder Rollen, gegebenenfalls nach Verstellung derselben in eine hierfür geeignete Lage mit zur Drehachse gerichteten Achsen, unmittelbar drehbar ausgebildet ist und daß zum Führen des Wechselwagens ein ortsfest am Boden oder am Wechselwagen befestigter Zapfen dient, der in eine Längsführung am jeweils anderen Teil ragt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselwagen (4) in der Mitte einer Stirnseite ein horizontal schwenkbares und antreibbares Rad (35) aufweist und daß an der gegenüberliegenden Stirnseite außerhalb der Mitte Räder (44,45, 48,49) angeordnet sind, die wahlweise für eine Schiebebewegung des Wechselwagens geradeaus und für eine Drehbewegung um die Drehachse einstellbar sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbaren Räder als sich selbst einstellende Schleppräder (48, 49) ausgebildet sind (Fig. 4).
5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselwagen (4) seitlich angeordnete Räder oder Rollen (41) aufweist, deren Achsen (40) zueinander koaxial sind und die in Drehstellung durch die Drehachse des Wechselwagens gehen, daß an einer Stirnseite ein angetriebenes, zwischen einer Stellung für geradeausfahrt und einer für Drehen um die Drehachse verschwenkbares Rad (35) angeordnet ist, und daß der Schwerpunkt des Wechselwagens zwischen der Drehachse und der das Antriebsrad (35) aufweisenden Stirnseite liegt (Fig. 1 und 2).
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Antriebsrad (35) gegenüberliegenden Stirnseite wenigstens eine beim Aufliegen des Antriebsrades auf dem Boden sich ein Stück über diesem befindliche Abstützung (42) angeordnet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (42) nach unten ausfahrbar ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselwagen (4) eine feststehende Radgruppe (43) für Geradeausfahrt und eine feststehende Radgruppe (44,45) für Drehen aufweist, von denen eine von beiden derart absenkbar ist, daß beim Absenken die andere Radgruppe vom Boden abgehoben wird (Fig. 3).
9. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselwagen (4) in der mittels einer Stirnseite ein horizontales,schwenkbares und antreibbares Rad (35) und mit diesem ein Dreieck bildend zwei weitere Tragräder aufweist, und daß der Wechselwagen(l)zwischen zwei horizontalen Rollen (54) längsgefihrt ist, die an einem fest am Boden gelagerten Drehgestell angeordnet sind (Figur 5 und 6).