DE69307781T2

DE69307781T2 - Modulares Batterie-Stromversorgungsteil

Info

Publication number: DE69307781T2
Application number: DE69307781T
Authority: DE
Inventors: Daniel L. Westford Massachusetts 01886 Belanger; James A. Chelsea Massachusetts 02150 Daly
Original assignee: Digital Equipment Corp
Current assignee: Digital Equipment Corp
Priority date: 1992-06-10
Filing date: 1993-06-10
Publication date: 1997-08-21
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: EP0574261B1; EP0574261A1; JPH06163017A; US5366827A; DE69307781D1

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der batteriegesicherten Stromquellen für elektronische Geräte und insbesondere ein modulares Gehäuse zur Halterung von Batterien und einer Batterieladeeinrichtung, die als Batteriestromquelle arbeitet.

2. Erläuterung des Standes der Technik

Viele Arten von elektronischen Geräten werden durch Batterien mit Strom versorgt, um eine gewünschte Funktionalität zu erzielen. Bei kleineren Geräten, etwa Laptop-Computern, ist es häufig zwecks Tragbarkeit wünschenswert, eine Batteriestromquelle zu verwenden. Größere Geräte, etwa ein "Minicomputer" oder ein Großrechner, können auf eine Batteriestromquelle als Sicherung angewiesen sein, die während einer Störung in der primären Stromquelle (d.h. dem lokalen Elektrizitätswerk) in Betrieb genommen wird. Solche "unterbrechungsfreien" Stromquellen sollen somit eine kontinuierliche Stromversorgung aufrechterhalten, um eine Ausfallzeit von kostspieligen, anspruchsvollen Geräten zu verhindern oder zu verringern und außerdem einen Datenverlust während Netzstromunterbrechungen zu verhindern.
Konventionelle Batteriestromquellen, insbesondere solche, die für Systeme höherer Leistung ausgelegt sind, haben jedoch häufig einen oder mehrere der folgenden Nachteile. Erstens basieren konventionelle Batteriestromquellen allgemein nicht auf einer modularen Architektur, sie sind häufig schwierig einzubauen oder auszuwechseln, und sie können nicht leicht zusammengeschaltet werden, um die Leistungsanforderungen verschiedener Arten von Geräten zu erfüllen. Ferner begegnet man häufig großen Schwierigkeiten oder Unbequemlichkeiten, wenn man versucht, einzelne Batterien einzubauen oder auszuwechseln.
Zweitens ist die physische Größe der Batteriestromquelle bei vielen Anwendungen ein wichtiger Gesichtspunkt, und konventionelle Stromquellen sind typischerweise groß und voluminös Bei Anwendungen mit strengen Platz- oder Formfaktor- Randbedingungen sind solche konventionellen Stromquellen daher möglicherweise unbrauchbar.
Drittens stehen Sicherheitserwägungen im Sinne des Schutzes von Personal vor Verletzungen und des Schutzes der Stromquelle vor Schäden an oberster Stelle; trotzdem schützen viele konventionelle Stromversorgungen nicht angemessen vor diesen Gefahren. Jede Batteriestromquelle stellt natürlich ein Stromschlagrisiko dar, insbesondere solche, die größere Lasten speisen, die mit mehreren hundert Volt arbeiten können. Überdies sind 12-Volt-Batterien, die hintereinandergeschaltet sind, um 96 V zu erzeugen, aufgrund ihres internen Ausbaus tendenziell ziemlich schwer. Konventionelle Batteriestromquellen weisen möglicherweise keine ausreichende Belastungsfähigkeit auf, um mehrere solche Batterien zu einem einzigen kompakten Paket kombinieren zu können.
Schließlich benötigen viele konventionelle Batteriestromquellen eine Batterieladeeinrichtung, die als ein separater Aufbau hergestellt oder geliefert wird, der elektrisch mit der Stromquelle verbunden werden muß. Aufgrund der freiliegenden Kabel, die für die Zusammenschaltung benötigt werden, stellen separate Ladeeinrichtungen häufig ein erhöhtes Sicherheitsrisiko dar.

ABRISS DER ERFINDUNG

Die Erfindung in ihrer breiten Form besteht in einem Gehäuse zur Halterung von mehreren Batterien, allgemein wie in Anspruch 1 angegeben.
Es wird ein Gehäuse für Batterien beschrieben, die mit einer Batterieladeeinrichtung in einem mechanisch integrierten Modul kombiniert werden können. Der Modul gestattet einen schnellen, leichten Ein- oder Ausbau von einzelnen Batterien und liefert außerdem eine verbesserte Betriebssicherheit im Sinne von Stromschlagschutz und mechanischer Stabilität. Der Modul ist kompakt und kann leicht transportiert und leicht eingebaut werden, einfach indem der Modul in ein Gehäuse gerollt wird und eine Feststelleinrichtung betätigt wird, um ihn an seinem Platz festzuhalten.
Der Modul enthält ein Traggestell, Batteriehalteglieder sowie mechanische Stabilisierungseinrichtungen und Räder, die am Fuß des Gestells angebracht sind. Das Gestell enthält eine Anzahl von Fächern, die vorzugsweise in einer vertikalen Gruppierung angeordnet sind. Einige Fächer sind für die Halterung von einzelnen Batterien eingerichtet, und eines ist für die elektrische Verbindung der Batterien mit einem Ausgangs-Leistungssteckverbinder reserviert.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind massive Sammelschienen in verschiedenen Formen vorgesehen, um die Batteneanschlüsse elektrisch mit anderen Anschlüssen oder mit Leitungen zu verbinden. Der Fuß des Gestells enthält einen Kanal oder eine Rinne zum Verlegen von Verbindungsleitungen zwischen dem Ladeeinrichtungs-Aufbau, den Batterien und dem Ausgangs-Leistungssteckverbinder.
Die Batteriehalteglieder gestatten einen schnellen, leichten Ein- oder Ausbau von einzelnen Batterien in das bzw. aus dem Gehäuse und unterbinden außerdem eine seitliche Bewegung der Batterien in ihren jeweiligen Fächern. Zusätzlich dienen die Halteglieder als Isolatoren, welche die Batteneanschlüsse schützend bedecken, um versehentliche Berührungen durch das Personal oder andere nahe am Modul befindliche Geräte zu verhindern.
Die Stabilisierungseinrichtungen entfalten sich automatisch, wenn der Modul aus seinem Gehäuse gezogen wird, und verleihen dem freistehenden Modul mechanische Stabilität. Umgekehrt ziehen sich die Stabilisierungseinrichtungen automatisch ein, wenn der Modul im Gehäuse eingebaut wird, wodurch der Platz verringert wird, den der Modul einnimmt. Die am Boden des Gestells befestigte Feststelleinrichtung hält den Modul in einer festen Position in dem Gehäuse fest.
Der Batterieladeeinrichtungs-Aufbau ist schwenkbar an einem Ende des Modulgestells befestigt, um einen leichten Zugang zu den elektrischen Verbindungen zwischen den Batterien und dem Ladeeinrichtungs-Aufbau zu gestatten. Diese Anordnung ermöglicht es außerdem, den Ladeeinrichtungs-Aufbau bei Bedarf vollständig aus dem Gestell zu entfernen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ein detaillierteres Verständnis der Erfindung gewinnt man aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand von Beispielen und der beigefügten Zeichnung, worin:
Figur 1 ist eine Perspektivansicht einer unterbrechungsfreien Stromversorgung, die integrierte Batterie- und Batterieladeeinrichtungs-Module enthält, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind;
Figur 2A ist eine Perspektivansicht eines der in Figur 1 gezeigten integrierten Batterie- und Batterieladeeinrichtungs-Module;
Figur 2B ist ein Seitenaufriß der in Figur 2A gezeigten Batterien mit einer schematischen Darstellung verschiedener elektrischer Verbindungen;
Figuren A, 3B und 3C zeigen verschiedene vergrößerte Ansichten eines der in Figur 2A gezeigten Isolier- und Halteglieder;
Figur 4A ist eine vergrößerte Seitenansicht des Stabilisierungseinrichtungs-Aufbaus von Figur 2A in einer eingezogenen Position;
Figur 4B ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4B-4B von Figur 4A;
Figuren 5A, 5B und 5C sind vergrößerte Ansichten verschiedener Arten von Sammelschienen, die verwendet werden, um die Anschlüsse der in den Figuren 2A und 2B gezeigten Batterien zu verbinden;
Figur 6 ist eine Ansicht des in Figur 2A gezeigten Moduls von unten; und
Figur 7 ist ein Teil-Seitenaufriß des in Figur 2A gezeigten Moduls.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Figur 1 zeigt eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (UPS) 2. Die UPS 2 kann verwendet werden, um einer gewünschten Last (nicht gezeigt), etwa einem Computersystem, kontinuierlich elektrischen Strom zuzuführen, indem von einer primären Stromversorgung auf eine Batteriestromquelle umgeschaltet wird, wenn die primäre Stromversorgung ausfällt. Im oberen Teil eines Gehäuses 4 sind mehrere Stromwandler untergebracht, die allgemein mit dem Bezugszeichen 3 bezeichnet sind. Die Stromwandler 3 wandeln die von einem Elektrizitätswerk erzeugte Netzwechselspannung in geeignete Spannungen zum Speisen der gewünschten Last um. Im mittleren Teil des Gehäuses 4 sind eine Reihe von Schaltern befestigt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet sind. Die Schalter 5 können beispielsweise arbeiten, um die Netzwechselspannung von der UPS 2 zu trennen oder die UPS 2 von der Last zu trennen. Da die Umformer 3 und die Schalter 5 nur zwecks Darstellung eines Anwendungsbeispiels für die vorliegende Erfindung relevant sind, werden sie nicht weiter erläutert.
Drei integrierte Batterie- und Batterieladeeinrichtungs-Module 6a, 6b und 6c sind im unteren Teil des Gehäuses 4 eingebaut gezeigt. Führungsschienen 10a-10f erstrecken sich von der inneren Bodenseite 11 des Gehäuses 4 aus nach oben und grenzen eine Reihe von "Schächten" ab, in denen jeweils ein Modul 6 untergebracht ist. Drei Schächte 8a, 8b und 8c sind unbesetzt gezeigt. Je nach den Leistungsanforderungen der von der UPS 2 gespeisten Last oder Lasten können entweder drei oder sechs Module 6 im Gehäuse 4 eingebaut werden. Andere Anwendungen können natürlich andere Anforderungen mit sich bringen. Vorteilhaft kann jeder Modul 6 unabhängig von den anderen Modulen ein- oder ausgebaut werden, was den Zusammenbau, die Erweiterung und die Wartung erleichtert.
In der Nähe der Vorderkante der Fläche 11 befinden sich Öffnungen 12a-12f, die verwendet werden, um die Module 6 vor Ort innerhalb des Gehäuses 4 zu arretieren, wie unten im Detail erläutert wird.
Wie in Figur 2A gezeigt, die eine Perspektivansicht eines Stellvertretenden der Module 6 von Figur 1 ist, ist ein Batterieladeeinrichtungs-Aufbau 14 mechanisch mit einem Batteriegehäuse 15 verbunden. Der Batterieladeeinrichtungs-Aufbau 14 ist vorzugsweise schwenkbar befestigt, so daß der gesamte Aufbau nach unten schwenken kann, wie gestrichelt angezeigt. Der Ladeeinrichtungs-Aufbau 14 kann außerdem vollständig entfernt werden.
Das Batteriegehäuse 15 enthält ein Traggestell, das durch ein Deckglied 16, Fachböden 18a und 18b, ein Bodenglied 19 und vertikale Stützen 22a-22d gebildet wird. Das Deckglied 16 enthält eine Rinne 17, welche die Festigkeit und Steifigkeit des Gliedes 16 erhöht. Zusätzlich kann die Rinne 17 mit einer Schiene in Eingriff stehen, die sich von einer Stelle unterhalb der Schalter 5 (Figur 1) aus nach unten erstreckt, um den Modul 6a in einer festen Position festzuhalten, wenn er im Gehäuse 4 eingebaut ist.
Durch das Traggestell werden neun rechteckige Fächer abgegrenzt, und acht davon beherbergen jeweils eine Batterie 20a-20a. Jede Batterie weist externe Schraubanschlüsse auf, von denen ein Stellvertretender mit dem Bezugszeichen 21 bezeichnet ist und die an zwei einander benachbarten Ecken angeordnet sind. Die inneren Seitenwände und hinteren Unterseiten der acht Batteriefächer können nach oben verlaufende Flansche enthalten, um für jede Batterie 20 eine Hülle zu schaffen. Eine noch größere Hülle für die Batterien wird möglich, wenn man ein Stück elastisches Isoliermaterial zwischen jede Batterie 20 und die Oberseite seines Fachs klemmt.
Eine Platte 34, von der ein Teil in der Zeichnung weggeschnitten ist, bedeckt das neunte Fach, das einen Ausgangs-Leistungssteckverbinder 35 beherbergt. Die Innenseite des Leistungssteckverbinders 35 ist durch Leitungen oder Kabel 37 mit passenden Anschlüssen an den Batterien 20 und mit dem Ladeeinrichtungs-Aufbau 14 verbunden. Die Außenseite des Steckverbinders 35 ist mit einer gewünschten Last verbindbar.
An der Unterseite des Bodengliedes 19 sind zwei seitlich verlaufende Stabilisierungseinrichtungen 24 (in Figur 2A ist nur eine, 24a, sichtbar), vier Räder 26 (26a und 26b sind sichtbar) und ein Arretierungsstift 28 angebracht. Mit der Vorderseite des Moduls 6a unterhalb des Batterieladeeinrichtungs-Aufbaus 14 ist ein Handgriff 30 verbunden. Gerade oberhalb des Handgriffs 30 befindet sich eine Zugangsöffnung 32 für den Arretierungsstift, aus der ein Arretierungsbetätigungshebel 33 hervorsteht.
An der Seite des Batteriegehäuses 15 sind drei durchsichtige Isolier- und Halteglieder 36a, 36b und 36c befestigt. Das Glied 36c ist vorzugsweise ähnlich wie das Glied 36a geformt, jedoch in der Länge kürzer, um ein Überlappen und eine wechselseitige Beeinflussung mit der Platte 34 zu vermeiden. Schlitze 37a, 37b und 37c im Deckglied 16 ermöglichen es, die Glieder 36a, 36b bzw. 36c von oben einzuführen. Ähnliche Schlitze sind auch in den Fachböden 18a und 18b und im Bodenglied 19 vorgesehen.
Durch das durchsichtige Glied 36b hindurch ist eine Sammelschiene 38a sichtbar, die den unteren Anschluß der Batterie 20e mit dem oberen Anschluß der Batterie 20h verbindet. Um die Batterien 20 in Reihe und mit Verbindungsleitungen zu verbinden, werden vorzugsweise Sammelschienen in verschiedenen Formen verwendet, die unten in Verbindung mit den Figuren 5A, 5B und 5c im Detail erläutert werden.
Figur 2B zeigt das Batteriegehäuse 15 von Figur 2A, wobei einige Teile entfernt sind, und stellt schematisch die elektrischen Verbindungen zwischen den Batterien 20a-20h und dem Ausgangs-Leistungssteckverbinder 35 dar. Die Batterien 20a- 20h sind hintereinandergeschaltet und vorzugsweise so angeordnet, daß Anschlüsse entgegengesetzter Polarität einander benachbart sind, wodurch ein minimaler Abstand für die Verbindung von Anschluß zu Anschluß erzeugt wird. Viele der Verbindungen von Anschluß zu Anschluß werden daher durch Sammelschienen wie die Sammelschiene 38a hergestellt. Eine Sammelschiene 38b ist geformt, um die vertikale Stütze 22c zu überbrücken und eine Verbindung von Anschluß zu Anschluß zwischen den Batterien 20b und 20c zu schaffen. Eine Sammelschiene 38c ist geformt, um eine Verbindungsleitung 39 am negativen Anschluß der Batterie 20a zu befestigen.
Der Ausgangs-Leistungssteckverbinder 35 enthält einen negativen Anschluß (-), einen positiven Anschluß (+) und einen Mittenabgriffs- oder Mittenstellungs- Anschluß (CP). Der negative Anschluß ist durch zwei Leitungen 37 mit dem Ladeeinrichtungs-Aufbau bzw. mit der Sammelschiene 38c verbunden. Der positive Anschluß ist über eine Sicherung F mit dem positiven Anschluß der Batterie 20f verbunden. Der CP-Anschluß ist über einen Lastwiderstand R mit der Sammelschiene 38a verbunden.
Die Figuren 3A, 3B und 3C sind vergrößerte Ansichten des Isolier- und Haltegliedes 36b. Eine Öffnung 40 im oberen Ende des Gliedes 36b ermöglicht eine leichtere Handhabung während des Ein- oder Ausbaus des Gliedes 36b in das bzw. aus dem Batteriegehäuse 15. Kerben 42 und 44 stoßen gegen das Bodenglied 19 (Figur 2A), wenn das Glied 36b eingebaut ist, wodurch verhindert wird, daß das Glied 36b nach unten rutscht. In der Nähe der Oberkante des Gliedes 36b befindet sich eine Kerbe 46, die so geformt ist, daß sie mit einem Lappen in Eingriff steht, der sich innerhalb des Schlitzes 37b nach innen erstreckt, wodurch verhindert wird, daß sich das Glied 36b nach oben bewegt, und das Glied im wesentlichen vor Ort festgehalten wird.
Das Glied 36b hat vorzugsweise einen L-förmigen Querschnitt, was die Steifigkeit des Gliedes vorteilhaft erhöht und es außerdem dem Glied erlaubt, die Bewegung der Batterien 20 auf zwei Achsen zu beschränken (d.h. seitlich innerhalb der Fächer und nach vorne aus den Fächern heraus). Die Glieder 36a, 36b und 36c sind vorzugsweise aus einem Polycarbonat-Material gebildet, das sowohl durchsichtig als auch ein guter Isolator ist. Geeignet ist ein Material, das unter dem Handelsnahmen LEXAN vertrieben wird. Durchsichtigkeit wird bevorzugt, so daß zum Beispiel ein Techniker die Batteneanschlüsse, die Sammelschienen und dergleichen in Augenschein nehmen kann, ohne die Glieder zu entfernen. Falls gewünscht, können für Prüfzwecke kleine Durchgangslöcher in die Glieder gelegt werden, ausgerichtet auf die Batteneanschlüsse. Für maximale Sicherheit sollten solche Löcher groß genug für eine Prüfspitze aber nicht groß genug für einen Finger sein.
In den Figuren 4A und 4B, auf die nun Bezug genommen wird, ist die Stabilisierungseinrichtung 24b in der eingezogenen Position gezeigt. Eine untere Kante 48 des Bodengliedes 19 ist so geformt, daß die Außenteile der Stabilisierungseinrichtungen 24 freie Bahn haben, wenn sie eingezogen werden. Angrenzend an jede Stabilisierungseinrichtung 24 ist ein Verriegelungsglied 53 angeordnet (in Figur 4A ist nur ein Glied 53b sichtbar). Das Verriegelungsglied 53b enthält ein freies Ende 55b, das eine Kerbe 57b enthält, die geformt ist, um an der Oberseite der Stabilisierungseinrichtung 24b anzugreifen. Eine Lasche 59b erlaubt es dem freien Ende 55b, sich vertikal zu bewegen, verhindert aber eine seitliche Bewegung von der Seite des Bodengliedes 19 weg. Ein Schwenk-Ende 61b ist vorzugsweise schwenkbar am Bodenglied 1 9 angebracht, wodurch sich das freie Ende 55b nach oben oder unten bewegen kann. Wenn daher die Stabilisierungseinrichtung 24b eingezogen wird, wird das freie Ende 55b wie gezeigt hochgehoben, und die Stabilisierungseinrichtung 24b wird nicht arretiert. Umgekehrt, wenn die Stabilisierungseinrichtung 24b entfaltet wird, bewegt sich das freie Ende 55b nach unten, um auf der Oberseite der Stabilisierungseinrichtung zu ruhen und sie in der Position zu arretieren.
Der Innenteil jeder Stabilisierungseinrichtung 24 erstreckt sich vertikal durch eine entsprechende Strebe 58, die Oberseite des Bodengliedes 19 und ein Halteglied 52. Auf das innere Ende jeder Stabilisierungseinrichtung 24 ist eine Feder 54 gesteckt, die zwischen dem Halteglied 52 und einem Stift 56 verbunden ist. Jede Feder 54 erzeugt auf ihre zugehörige Stabilisierungseinrichtung 24 eine Dreh- Vorspannkraft. In Abwesenheit einer von einer Führungsschiene 10 erzeugten Gegenkraft, wie unten im Detail erläutert wird, treibt diese Vorspannkraft die Stabilisierungseinrichtung 24 automatisch unter die untere Kante des Bodengliedes 19. Sobald sie von dem Bodenglied 19 frei kommt, schwingt die Stabilisierungseinrichtung 24 frei in eine entfaltete Position nach außen und wird arretiert.
Ein Kanal 60, der sich seitlich entlang der Länge des Bodengliedes 19 erstreckt, dient zur Verlegung von Leitungen und Kabeln, etwa den Leitungen 37 in Figur 2A und 2B, die benötigt werden, um den Ladeeinrichtungs-Aufbau 14 und die Batterien 20 mit dem Ausgangs-Leistungssteckverbinder 35 zu verbinden (Figur 2A).
In den Figuren 2B, 5A, 5B und 5C, auf die nun Bezug genommen wird, sind verschiedene Gestaltungen von Sammelschienen gezeigt, die bevorzugt verwendet werden, um Batteneanschlüsse miteinander bzw. mit Kabeln zu verbinden. Die Sammelschiene 38a wird verwendet, um eine "geradlinige" Verbindung von Anschluß zu Anschluß zwischen zwei Anschlüssen entgegengesetzter Polarität wie denen der Batterien 20e und 20h herzustellen. Die Sammelschiene 38a enthält außerdem zwei Löcher 62, die in Verbindung mit konventionellen Kabelschuhen oder anderen Befestigungsmitteln (nicht gezeigt) zum Anschluß von Leitungen verwendet werden können.
Im Gegensatz dazu ist die Sammelschiene 38 speziell geformt, die vertikale Stütze 22c zu überbrücken, um die oberen Anschlüsse der Batterien 20b und 20c zu verbinden, die gestrichelt gezeigt sind.
Die Sammelschiene 38c hat eine Form zur Verbindung des negativen Anschlusses der Batterie 20a mit einer Leitung 37, die an den Ausgangs-Leistungssteckverbinder 35 geführt ist.
Die Schlitze in all diesen Sammelschienen 38 sind vorzugsweise so orientiert, daß jede leicht auf den Batteneanschlüssen gleitet, ohne daß die Anschlußschrauben vollständig entfernt werden müssen. Diese Orientierung schützt die Schienen 38 ferner eher vor dem Herunterfallen, wenn die Anschlußschrauben lose sind.
Figur 6 zeigt eine vergrößerte Teilansicht des Bodens des Moduls 6a von Figur 2A. Das Bodenglied 19 ist so geformt, daß Rinnen oder ausgesparte Bereiche 62a und 62b gebildet werden, die genügend Freiraum bieten, um Räder 26b und 26c unterzubringen. Vorteilhafterweise verringert dieser Freiraum die Gesamthöhe des Moduls 6a eher. Ferner stellen die Seitenwänder der Rinnen 62a und 62b geeignete Befestigungspunkte für die Räder dar.
Figur 7 ist ein vergrößerter Teil-Aufriß des Moduls 6a, der den Ausgangs-Leistungssteckverbinder 35 und eine drehbare Sicherheitsabdeckung 64 zeigt. Die Abdeckung 64 ist vorzugsweise schwenkbar an einem Punkt 66 befestigt, und ein Ende der Abdeckung ist so geformt, daß es mit einem Stiel 68 in Eingriff steht, wenn sie vollständig geschlossen ist. Die Abdeckung 64 kann geschlossen werden, wenn sich der Modul 6a freistehend außerhalb seines Gehäuses befindet, um versehentliche Berührungen des unter Strom stehenden Leistungssteckverbinders 35 zu verhindern.
Der Leistungssteckverbinder 35 enthält drei Anschlüsse 70a, 70b und 70c und zwei Öffnungen 72a und 72b. Die Öffnungen 72a und 72b sind vorzugsweise so angeordnet und geformt, daß sie mit entsprechenden Führungsstiften (nicht gezeigt) in Eingriff stehen, die sich im Inneren des Gehäuses 4 befinden (Figur 1). Wenn daher der Modul 6a in das Gehäuse 4 gerollt wird, greifen die Führungsstifte in die Öffnungen 72a und 72b, um sicherzustellen, daß der Leistungssteckverbinder 35 richtig auf seinen Zwilling innerhalb des Gehäuses ausgerichtet ist.
Unter Bezugnahme auf Figur 2A werden nun der Zusammenbau und der Einbau eines Moduls 6 beschrieben. Für den Anfang nehme man an, daß alle Batterien 20 und Glieder 36 aus dem Batteriegehäuse 1 5 entfernt worden sind und daß der Ladeeinrichtungs-Aufbau 14 nach unten geschwenkt ist, wie gestrichelt gezeigt. Die Stabilisierungseinrichtungen 24 sind entfaltet. Zuerst werden die Batterien 20 in ihre jeweiligen Fächer gesetzt. Danach werden die Sammelschienen 38 verwendet, um die Batteneanschlüsse zu verbinden. Danach werden Verbindungsleitungen oder -kabel vom Ladeeinrichtungs-Aufbau 14 durch den Kanal 60 geführt, zur Verbindung mit einer passenden Sammelschiene 38, einem Batterieanschluß oder dem Ausgangs-Leistungssteckverbinder 35. Mit dem nach unten geschwenkten Ladeeinrichtungs-Aufbau 14 erhält man leichten Zugang zu dem Raum zwischen dem Aufbau 14, dem Gehäuse 1 5 und dem Kanal 60, was die Verlegung der notwendigen Leitungen oder Kabel erleichtert. Für eine verbesserte Sicherheit kann eine durchsichtige isolierende Platte (nicht gezeigt) den Teil des Ladeeinrichtungs- Aufbaus 14 bedecken, der freiliegt, wenn der Aufbau nach unten geschwenkt ist. So eine Platte bildet erstens einen Schutz gegen Stromschlag und erlaubt es zweitens, das Innere des Aufbaus 14 in Augenschein zu nehmen.
Als nächstes werden die Isolier- und Halteglieder 36 eingebaut. Dies wird zum Beispiel dadurch bewerkstelligt, daß das Glied 36 über dem Modul 6 in einer vertikalen Orientierung angehoben wird, die Kante des Gliedes 36 in den passenden Schlitz 37 eingeführt wird und das Glied abgesenkt wird, bis es vor Ort einrastet. Nach dem Einbau stoßen die Glieder 36 gegen die Batterien 20 und verhindern seitliche Bewegungen der Batterien 20 aus ihren jeweiligen Fächern. Der Ladeeinrichtungs-Aufbau 14 wird nun in eine vollständig aufrechte Position geschwenkt.
Unter Bezugnahme auf Figur 1 und 2 ist der Modul 6 nun bereit für den Einbau im Gehäuse 4. Der Modul 6 wird unter Verwendung des Handgriffs 6 auf einen der Schächte 8 ausgerichtet. Als Hilfe zum Rollen des Moduls 8 in seinen Schacht im Gehäuse 4 kann eine Rampe oder eine Palette verwendet werden. Wenn der Modul 6 in den Schacht rollt, berühren die Führungsschienen 10 schließlich die entfalteten Stabilisierungseinrichtungen 24. Diese Anfangsberührung übt auf die Stabilisierungseinrichtungen 24 eine nach innen gerichtete Kraft aus, welche die von den Federn 54 (Figur 4B) erzeugte Dreh-Vorspannung überwindet und die Stabilisierungseinrichtungen 24 entriegelt. Wenn der Modul 6 weiter in den Schacht rollt, üben die Führungsschienen 10 seitliche Kräfte auf die entriegelten Stabilisierungseinrichtungen 24 aus, die "zurückschwingen", und ziehen die Stabilisierungseinrichtungen ein.
Sobald der Modul vollständig in das Gehäuse 4 gerollt ist, kann der Arretierungsstift 28 in eine entsprechende Öffnung 12 abgesenkt werden, indem der Hebel 33 von Hand in eine seitliche Richtung geschoben wird.
Die vorstehende Beschreibung war auf eine spezielle Ausführungsform der Erfindung beschränkt. Es ist jedoch offensichtlich, daß Änderungen und Modifizierungen an der Erfindung vorgenommen werden können, unter Erlangung einiger oder sämtlicher Vorteile der Erfindung.

Claims

1. Stromversorgungsmodul (6) als Teil einer Stromversorgung und zur Verwendung mit einem Begleit-Stromversorungsgehäuse (4), zur Unterbringung und Halterung von mehreren Batterien (20a-20h), wobei der Stromversorgungsmodul folgendes aufweist:

ein Traggestell (16, 18a, 18b, 19, 22a-22d), das Räder (26) aufweist und mehrere Fächer bildet, wobei mehrere der Fächer zur Halterung von Batterien äußere Anschlüsse aufweisen;

mehrere langgestrecke Isolierglieder (36) zum Isolieren der Anschlüsse der Batterien gegen die äußere Umgebung der Fächer und zum Verhindern, daß sich die Batterien aus den Fächern bewegen; und

mehrere automatische Stabilisierungseinrichtungen (24a, 24b), die an dem Gestell befestigt sind und die automatisch entfaltbar sind, um die mechanische Stabilität des Stromversorgungsmoduls zu verbessern, wenn der Stromversorgungsmodul freistehend ist, und die in Zusammenarbeit mit Führungsschienen (10) an einem Begleitgehäuse automatisch einziehbar sind, wenn der Stromversorgungsmodul (6) in ein Begleit-Stromversorgungsgehäuse (4) eingeschoben wird.

2. Stromversorgungsmodul wie in Anspruch 1 beansprucht, der weiterhin eine Batterieladeeinrichtung (14) aufweist, die an dem Gestell (16, 18a, 18b, 19, 22a-22d) angebracht ist, wobei die Ladeeinrichtung elektrisch mit mehreren der Batterien (20a-20h) und mit Eingangs- und Ausgangs-Leistungssteckverbindern verbindbar ist.

3. Stromversorgungsmodul wie in Anspruch 2 beansprucht, wobei die Ladeeinrichtung (14) schwenkbar an dem Gestell befestigt ist, wodurch die Ladeeinrichtung von dem Gestell (16, 18a,b, 19, 22a-22d) wegschwenken kann, um Zugang zu einem Raum zwischen der Ladeeinrichtung und dem Gestell zu gestatten.

4. Stromversorgungsmodul wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, wobei die Batterien (20a-20h) so in den Fächern angeordnet sind, daß die Anschlüsse allgemein vertikal ausgerichtet sind, und wobei jedes Isolierglied (36) ein langgestrecktes, vertikal orientiertes Glied aufweist, das angrenzend an die Batteneanschlüsse an dem Gestell (16, 18a,b, 19, 22a-22d) befestigt ist.

5. Stromversorgungsmodul wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, wobei das Gestell (16, 18a,b, 19, 22a-22d) einen Bodenteil (19) mit einem Kanal (60) zum Verlegen von elektrischen Leitungen in dem Stromversorgungsmodul (6) enthält.

6. Stromversorgungsmodul wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, der weiterhin eine Einrichtung (28) zum Arretieren des Stromversorgungsmoduls (6) in einer festen Position in einem Gehäuses (14) aufweist.

7. Stromversorgungsmodul wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, der weiterhin eine oder mehrere Sammelschienen (38) zum elektrischen Verbinden eines Anschlusses einer Batterie (20) mit einem Anschluß einer anderen Batterie oder mit einer Leitung aufweist.

8. Stromversorgungsmodul wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, wobei die Fächer allgemein rechteckförmig und in einer Folge von Reihen und Spalten angeordnet sind.

9. Stromversorgungsmodul wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, wobei die mehreren Stabilisierungseinrichtungen (24a, 24b) Einrichtungen (54a, 54b) enthalten, um die Stabilisierungseinrichtungen in eine entfaltete Position zu zwingen, wenn der Stromversorgungsmodul (6) freistehend ist, und um zusammenarbeitend ein automatisches Einziehen zu gestatten, wenn der Stromversorgungsmodul in ein Begleitgehäuse (4) eingebaut wird.

10. Stromversorgungsmodul wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, wobei in der Oberseite des Gestells (16, 18a,b, 19, 22a-22d) mehrere Öffnungen (37a,b,c) gebildet sind, die das Einschieben und Festhalten von langgestreckten Isoliergliedern (36) gestatten, wobei die Isolierglieder durch die Halteöffnungen in der Oberseite des Gestells hindurch nach oben schiebbar sind, um Zugang zu einer oder mehreren der Batterien (20) zu schaffen.

11. Stromversorgungsmodul wie in einem der vorhergehenden Ansprüche beansprucht, wobei der Stromversorgungsmodul (6) weiterhin folgendes aufweist:

einen Leistungs-Steckverbinder (35) mit Öffnungen (72a,b), die angeordnet und geformt sind, um mit entsprechenden Führungsstiften in Eingriff zu stehen, die in einem Begleit-Stromversorgungsgehäuse (4) angeordnet sind;

einen Arretierungsstift (28) zur Befestigung des Stromversorgungsmoduls in dem Begleitgehäuse (4) und

einen Handgriff (30) zum Schieben des Moduls per Hand.

12. Stromversorgungsmodul wie in Anspruch 11 beansprucht, wobei der Modul (6) zusammenpassend in ein Begleitgehäuse (4) einbaubar ist, das eine Einrichtung (10) enthält, um die Stabilisierungseinrichtungen (24a, 24b) automatisch in eine eingezogene Position zu zwingen, wenn der Stromversorgungsmodul in dem Gehäuse eingebaut wird.