ES1221514U - Unidad y sistema de intercambio de baterías de vehículos eléctricos - Google Patents
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Abstract
1. Unidad de intercambio de baterías de vehículos, donde una batería (1) tiene una forma de prisma rectangular de base amplia con dos asas (2) en cada una de dos caras laterales paralelas entre sí (4), y donde una batería (1) se instala en un compartimento de un vehículo eléctrico que, cuando está abierto, deja accesible una de estas dos caras (4) con asas (2) desde el exterior del vehículo, permitiendo introducir y extraer una batería (1) con un movimiento horizontal, que comprende los siguientes elementos: - Una cubierta exterior (18) que presenta una apertura (19) en la cara adyacente al compartimento para baterías del vehículo sobre el que actúa dicha unidad de intercambio de baterías y una puerta (26) en la cara de acceso. - Un montacargas de plataforma horizontal (6) que desplaza verticalmente una estantería (10) para baterías. - Una estantería (10) para baterías con la capacidad de ser introducida y extraída por la puerta (26) y de ser desplazada. - Dos brazos telescópicos (27) que se extienden y retraen en la dirección perpendicular a la cara adyacente al compartimento para baterías del vehículo. Estos brazos telescópicos (27) atraviesan la apertura (19) de la cubierta exterior (18) y sus bases están situadas sobre la cara opuesta, y dichas bases cuentan con un grado de libertad para su desplazamiento vertical. En su extremo, cada uno de los brazos telescópicos (27) cuenta con un gancho (29) abierto por la parte superior. - Dos guías (20) para baterías situadas cada una a un lado de la apertura (19) de la cubierta exterior (18).
Description
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D E S C R I P C I O N
UNIDAD Y SISTEMA DE INTERCAMBIO DE BATERIAS DE VEHICULOS
ELECTRICOS
SECTOR DE LA TECNICA
La presente invencion pertenece al sector del transporte y mas concretamente al del equipamiento electrico y la propulsion de vehfculos electricos y al del mantenimiento de vehfculos.
El objeto de la presente invencion es una unidad de intercambio de batenas y un sistema de intercambio de batenas para vehfculos electricos con batenas de uso temporal que son introducidas y extrafdas del vehfculo con un movimiento horizontal. La unidad de intercambio de batenas extrae o introduce una batena en un compartimento para batenas del vehfculo y el sistema de intercambio de batenas comprende un numero de unidades de este tipo que actuan sobre un mismo vehfculo. Este sistema realiza operaciones de intercambio de batenas sin intervencion humana directa y permite atender distintos vehfculos de manera sucesiva.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Los coches electricos disponibles en la actualidad tienen unas prestaciones suficientes para realizar la mayona de los viajes que se realizan en vehfculos particulares. Sin embargo, su alto precio, limitada autonomfa y largos tiempos de recarga, en comparacion con modelos mas convencionales que emplean motores de combustion, ralentiza su adopcion por parte del publico general. La utilizacion de batenas que se pueden extraer del vehfculo cuando cuentan con poca energfa e introducir en el cuando estan cargadas permite aumentar la satisfaccion de los usuarios, reduciendo el impacto de la autonomfa y los tiempos de recarga en la utilizacion del vehfculo. Ademas, un diseno optimizado del sistema de almacenamiento del vehfculo, con una batena dimensionada para realizar los viajes habituales, complementada por batenas de uso temporal, tambien permite reducir el coste de adquisicion del vehfculo.
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Para el intercambio de estas batenas resultan especialmente utiles los sistemas que permiten realizar el intercambio sin intervencion humana directa sobre las batenas o los compartimentos donde se alojan. Sin embargo, las propuestas de sistemas de este tipo llevadas a la practica no han tenido gran exito comercial. Entre los factores de este fracaso esta el elevado coste de las instalaciones desarrolladas para llevar a cabo el intercambio de batenas en el menor tiempo posible. En la mayona de estos casos, el intercambio de batenas se realiza por la parte inferior del vehfculo, con un movimiento vertical, lo que requiere una excavacion del terreno sobre el que se desplaza el vehfculo o disponer de una plataforma elevada sobre la que se situa este, actuando una maquina para mover la batena bajo el vehfculo. Ademas, dicha maquina requiere unas elevadas prestaciones mecanicas debido al gran tamano y peso de las batenas intercambiadas en estos sistemas.
Como alternativa, puede considerarse un intercambio de batenas basado en un desplazamiento horizontal de estas, que no requiere habilitar un espacio hueco bajo el nivel al que se desplaza el vehfculo y hace posible tener acceso a las batenas desde este nivel. Por otro lado, un diseno modular del sistema de almacenamiento de estos vehfculos y de las maquinas utilizadas para realizar el intercambio de sus batenas permite reducir los requisitos de las maquinas empleadas, e incluso utilizar un mismo sistema de intercambio para vehfculos de diferentes caractensticas.
Un metodo de intercambio de batenas para vehfculos basado en un desplazamiento horizontal de estas se presenta en WO 2011 162685 (Sten Corfitsen), con un robot que se desplaza horizontalmente entre un almacen de batenas y el vehfculo atendido y mueve una batena hacia y desde el vehfculo sobre una cinta transportadora y por la accion de una barra con elementos de succion para sujetar la batena. En cualquier caso, el diseno de la maquina debe ser acorde al de las batenas y los compartimentos donde se alojan en un vehfculo. La presente invencion considera el sistema de almacenamiento de energfa para vehfculos electricos propuesto en ES 2018 30583 (Daniel Remon), que permite el intercambio de las batenas con un desplazamiento horizontal y el diseno modular del sistema de almacenamiento de energfa del vehfculo.
EXPLICACION DE LA INVENCION
Esta invencion presenta una unidad de intercambio de batenas para vehfculos
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electricos que permite extraer o introducir una batena en un compartimento del vehfculo previsto para alojarla. Asimismo, la invencion presenta un sistema de intercambio de batenas para realizar operaciones de intercambio de batenas completas sobre un vehfculo. Dicho sistema comprende al menos una unidad de intercambio de batenas de este tipo y elementos auxiliares, facilitando su actuacion sobre los compartimentos para batenas del vehfculo. El diseno de las unidades de intercambio de batenas permite su integracion en sistemas de intercambio de batenas con distinto numero de unidades de este tipo, asf como la realizacion de las operaciones de intercambio de batenas a partir de movimientos sencillos, teniendo en cuenta especialmente que la extraccion e introduccion de una batena en un compartimento para batenas del vehfculo se realiza desplazandola horizontalmente.
De esta manera, y al contrario que otras propuestas de sistemas para el intercambio de batenas, la invencion da lugar a instalaciones de intercambio de baja complejidad y bajo coste. Esto se debe fundamentalmente a la simplificacion de los movimientos que deben hacer distintos componentes del sistema de intercambio para realizar el intercambio de batenas, lo que a su vez permite reducir los requisitos de los mecanismos que los realizan. En primer lugar, las operaciones de extraccion o introduccion de una batena en un vehfculo se realizan con un movimiento horizontal, con un mecanismo que tira de ellas o las empuja. En segundo lugar, la preparacion de una unidad de intercambio para acoger o proporcionar una batena se basa en un movimiento vertical que situa la balda correspondiente de una estantena movil a la altura del compartimento para batenas del vehfculo, con un hueco para recibir una batena o con una batena cargada para ser introducida en el vehfculo. Por ultimo, la alimentacion de una estantena movil se realiza reemplazando dicha estantena movil cuando no dispone de mas huecos para recibir batenas o de batenas cargadas por otra preparada para realizar mas operaciones de intercambio. Este reemplazo de estantenas, en principio, puede realizarse manualmente, desplazando las estantenas, pero tambien de forma automatizada.
En este documento, se entiende por “sistema de intercambio de batenas” una instalacion que permite realizar operaciones de intercambio de batenas sobre un vehfculo y por “unidad de intercambio de batenas” un conjunto de elementos que realiza una operacion de intercambio sobre un compartimento para batenas de un vehfculo correctamente situado en un sistema de intercambio de batenas. Por su
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parte, se define como operacion de intercambio la extraccion de una batena de un
compartimento para batenas de un vehfculo, la introduccion de una batena en un
compartimento para batenas de un vehfculo o la extraccion de una batena de un
compartimento para batenas de un vehfculo seguida de la introduccion de otra batena en ese compartimento para batenas de ese vehfculo.
La unidad y el sistema de intercambio de batenas de esta invencion son de aplicacion a batenas y compartimentos para batenas con las caractensticas descritas en ES 2018 30583 (Daniel Remon). En concreto, una batena (1) tiene una forma de prisma rectangular de base amplia y tiene dos asas (2) en cada una de dos caras laterales paralelas entre sf (4), mientras que un compartimento para batenas, cuando esta abierto, deja accesible una de estas dos caras laterales (4) con asas (2) desde el exterior del vehfculo, permitiendo introducir y extraer una batena (1) con un movimiento horizontal. De forma adicional, debido a la presencia de otros elementos como los de conexion electrica, puede considerarse que una batena (1) tiene una unica orientacion valida dentro de un compartimento y que tanto batenas (1) como compartimentos pueden contar con elementos de asimetna que impidan introducir una batena (1) en una orientacion no valida. Una realizacion de la presente invencion considera que una batena (1) tiene un rebaje (3) en la arista superior de una de las dos caras laterales que no tienen asas.
La figura 1 muestra un ejemplo de batena (1) al que es aplicable la presente invencion. En esta figura se muestran las asas (2) en dos caras laterales paralelas (4) y el rebaje (3) de caracter opcional en una de las aristas de una de las otras dos caras laterales. Tomando como referencia esta figura, en el resto de este documento se emplea la expresion “cara lateral” (4) de la batena (1) para referirse a cada una de las caras con asas (2) y “cara menor” (5) para la cara con un rebaje (3) en su arista superior.
Por otro lado, para realizar una descripcion de la unidad de intercambio de batenas propuesta, conviene tomar como referencia una forma de prisma rectangular, con dos caras paralelas, dentro de una tolerancia aceptable en la orientacion del vehfculo, a las caras laterales (4) de una batena (1) sobre la que actua la unidad de intercambio de batenas. En este prisma, se denomina “cara adyacente” a la cara paralela a las caras laterales (4) de la batena (1) mas cercana al vehfculo sobre el que se realizan operaciones de intercambio, “cara opuesta” a la cara paralela a esta, “cara de acceso”
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a una de las otras dos caras laterales del prisma de referencia y “cara de fondo” a la cara opuesta a la de acceso.
De esta manera, una unidad de intercambio de batenas comprende los siguientes elementos:
• Una cubierta exterior (18) que presenta una apertura (19) en la cara adyacente al compartimento para batenas del vehfculo sobre el que actua dicha unidad de intercambio de batenas y una puerta (26) en la cara de acceso. La apertura (19) en la cara adyacente permite la entrada y salida de batenas (1) en las operaciones de intercambio, mientras que la puerta (26) en la cara de acceso hace posible introducir y extraer estantenas (10) para batenas en la unidad de intercambio de batenas.
• Un montacargas de plataforma horizontal (6) que desplaza verticalmente una estantena (10) para batenas.
• Una estantena (10) para batenas con la capacidad de ser introducida y extrafda por la puerta (26) y de ser desplazada. Durante la utilizacion de la unidad de intercambio de batenas, dicha estantena (10) puede ser reemplazada por otra de caractensticas iguales o similares.
• Dos brazos telescopicos (27) que se extienden y retraen en la direccion perpendicular a la cara adyacente al compartimento para batenas del vehfculo. Estos brazos telescopicos (27) atraviesan la apertura (19) de la cubierta exterior (18) y sus bases estan situadas sobre la parte interior de la cara opuesta.
• Dos gufas (20) para batenas situadas cada una a un lado de la apertura (19) de la cubierta exterior (18).
La cubierta exterior (18) presenta aproximadamente la forma de un prisma rectangular, cerrando la unidad de intercambio de batenas por sus caras adyacente, opuesta, de acceso, de fondo y superior, y acogiendo en su interior la plataforma (6) del montacargas y una estantena (10) para batenas, asf como los brazos telescopicos (27) cuando estos estan retrafdos.
Esta cubierta exterior (18) comprende una apertura (19) en la cara adyacente que en las operaciones de intercambio permite la entrada y salida a traves de ella tanto de batenas (1) como de los brazos telescopicos (27) que actuan sobre ellas. Esta
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apertura (19) se encuentra a la altura del compartimento para batenas sobre el que tiene que actuar la unidad de intercambio de batenas, tomando como referencia la posicion de dicho compartimento cuando este esta abierto, dejando accesible la batena (1). De manera preferente, los compartimentos para batenas se hallan en la parte inferior del vehfculo y la apertura (19) de la cubierta exterior (18) de la unidad de intercambio de batenas se encuentra en la parte inferior de la cara adyacente.
La cubierta exterior (18) tambien comprende una puerta (26) en la cara de acceso, por la que se pueden introducir y extraer estantenas (10) para batenas y situarlas correctamente en el interior de la unidad de intercambio de batenas.
Como variacion obvia de la invencion puede considerarse la posibilidad de prescindir de la cubierta exterior (18) en alguna de las caras de la unidad de intercambio de batenas, especialmente cuando se disponen varias unidades de intercambio de batenas contiguas, e incluso en su totalidad, instalando en su lugar unos elementos estructurales que permiten fijar otros elementos de la unidad de intercambio de batenas.
Distintas realizaciones de la invencion consideran diferentes caractensticas de la cubierta exterior (18), especialmente orientadas a la gestion termica de la unidad de intercambio de batenas. Asf, en algunas realizaciones de la invencion, puede considerarse que el material de la cubierta exterior (18) es aislante termico, que la unidad de intercambio de batenas cuenta con un sistema de climatizacion instalado en el interior de la cubierta (18), o que la apertura (19) de la cara adyacente cuenta con un elemento de cierre que reduce o elimina la interaccion termica entre el interior y el exterior de la unidad de intercambio a traves de ella, como una cortina de flecos de plastico que se doblan para permitir el paso de las batenas (1) o una tapa que se abre en las operaciones de intercambio.
El montacargas cuenta con una plataforma horizontal (6) que desplaza verticalmente las estantenas (10) para batenas. La superficie de esta plataforma (6) tiene la forma y el tamano adecuados para albergar la estantena (10) en su totalidad, estantena (10) cuyo tamano esta condicionado a su vez por el de las batenas (1) que aloja. El montacargas funciona entre el nivel del suelo, nivel en el que se situa para extraer o introducir una estantena (10) en la unidad de intercambio de batenas, y un nivel por
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debajo tal que la balda mas alta de la estantena (10) se encuentra a la altura de la apertura (19) para batenas de la cubierta exterior (18). Para ello, es necesario disponer de un piso inferior o un hueco excavado de una profundidad correspondiente a la altura de las estantenas (10) empleadas. Los mecanismos de guiado y propulsion del montacargas se instalan en la zona por debajo del nivel del suelo.
Para identificar los diferentes bordes de la plataforma (6) del montacargas, en el resto del documento se utiliza para cada uno de ellos un nombre analogo al de la cara paralela mas cercana de la unidad de intercambio de batenas. De esta manera, las estantenas (10) para batenas se mueven desde y hacia la plataforma (6) del montacargas atravesando su borde de acceso. En una realizacion de la invencion, el montacargas dispone de paredes (7) en los bordes adyacente y opuesto y una pared (8) en el borde de fondo de su plataforma horizontal (6) que limitan el movimiento de una estantena (10) sobre la plataforma (6) y permiten el desplazamiento de los brazos telescopicos (27) a traves de la unidad de intercambio de batenas.
En algunas realizaciones de la invencion, la plataforma (6) del montacargas incorpora elementos (9) que aseguran la correcta orientacion de las estantenas (10) en su interior. En distintas realizaciones de la invencion, estos elementos (9) pueden tener diferentes formas, posiciones y estar realizados en distintos materiales. Algunas realizaciones combinan elementos (9) para asegurar la orientacion de las estantenas (10) de diferentes clases. En una realizacion de la invencion, el montacargas dispone sobre la superficie de la plataforma (6) de uno o dos elementos (9) cuya proyeccion en planta tiene forma de trapecio isosceles con el lado paralelo mayor contiguo al borde de fondo y cuya altura es menor que la de la parte inferior de la balda de la parte inferior de una estantena (10), permitiendo que esta pase por encima. Cuando una estantena (10) dispone de elementos (16) para su orientacion compatibles con estos, el numero de elementos (9) sobre la superficie de la plataforma (6) de un montacargas determina la orientacion correcta de las estantenas (10) en la unidad de intercambio de batenas correspondiente y su forma permite cierta tolerancia al introducir una estantena (10) y la gufa hacia la posicion correcta al avanzar hacia el interior sobre la plataforma (6).
La figura 2 muestra las plataformas horizontales (6) de dos montacargas. El acceso de las estantenas (10) a estas plataformas (6) se realiza en sentidos opuestos y estas
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disponen de un distinto numero de elementos (9) con forma de trapecio isosceles para asegurar que las estantenas (10) se orientan de la misma forma sobre ambas plataformas (6).
Las estantenas (10) para batenas cuentan con una balda para cada batena (1). Por tanto, sus dimensiones quedan determinadas por las de las batenas (1). En particular, su proyeccion en planta es aproximadamente rectangular, con un penmetro ligeramente superior al de las batenas (1). La separacion mmima vertical entre las baldas queda determinada por la altura de las batenas (1) que maneja la unidad de intercambio de batenas, la altura de los brazos telescopicos (27) y la posicion relativa de batenas (1) y brazos telescopicos (27) y su movimiento en distintas fases de una operacion de intercambio. Una unidad de intercambio de batenas puede utilizar diferentes estantenas (10) que son compatibles con los demas elementos de la unidad de intercambio de batenas, sin necesidad de que haya una unica estantena (10) para batenas asignada a cada unidad de intercambio de batenas y pudiendo reemplazarlas para agilizar las operaciones de intercambio.
En una operacion de intercambio, las batenas (1) se introducen en una balda o salen de ella atravesando uno de los bordes paralelos a la cara adyacente. Para identificar correctamente las distintas partes de una estantena (10), en la siguiente descripcion se utiliza el termino “lateral” para referirse a cualquiera de estos bordes paralelos a la cara adyacente y el termino “transversal” para los bordes perpendiculares a estos.
En una realizacion basica de la invencion, una estantena (10) esta formada por una estructura de barras que comprende varias baldas horizontales. Cada balda esta formada por cuatro barras horizontales (11), (12) que determinan un penmetro rectangular y dos soportes horizontales (13), que se extienden a lo largo de la direccion perpendicular a la cara adyacente. La parte superior de las barras (11), (12) se situa ligeramente por encima de la superficie superior de los soportes (13), restringiendo la posicion de las batenas (1) en la balda. Las dos barras laterales (11) tienen un perfil redondeado que facilita el desplazamiento voluntario de las batenas (1) sobre ellas al ser empujadas, limitando en cualquier caso el desplazamiento involuntario en esa direccion. La estructura se completa con cuatro barras verticales
(14) unidas a las diferentes baldas, con ruedas (15) en su parte inferior.
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En algunas realizaciones de la invencion, cada balda cuenta con una superficie de soporte continua sobre la que se apoya la batena (1) entre las cuatro barras horizontales. En algunas realizaciones de la invencion, al menos una de las ruedas
(15) de la estantena (10) para batenas cuenta con un mecanismo de freno.
En algunas realizaciones de la invencion, las estantenas (10) incorporan elementos de asimetna (16) que aseguran la correcta orientacion de las estantenas (10) en la unidad de intercambio de batenas. Una opcion de este tipo se basa en incorporar apendices
(16) bajo las barras transversales (12) de la balda inferior que interactuan con elementos (9) correspondientes de la plataforma (6) del montacargas. En una realizacion de la invencion, la estantena (10) dispone de dos apendices (16b) unidos a la parte inferior de una de las barras transversales (12) de la balda inferior y un apendice (16a) unido a la parte inferior de la otra barra transversal (12) de la balda inferior. De esta manera, la barra con un apendice (16a) puede introducirse hacia la cara de fondo en plataformas (6b) de montacargas con dos elementos (9b) trapezoidales y la barra con dos apendices (16b) puede introducirse hacia la cara de fondo en plataformas (6a) de montacargas con un elemento (9a) trapezoidal.
En algunas realizaciones de la invencion, cada balda incorpora elementos de asimetna
(17) , disenados de acuerdo a las batenas (1) que manejan estas unidades de intercambio de batenas, que aseguran la correcta orientacion de las batenas (1) en la estantena (10). Una opcion de este tipo, para batenas (1) con un rebaje (3) en la arista superior de su cara menor (5), considera que cada balda dispone de dos apendices (17), cada uno de ellos unido a una de las dos barras verticales (14) contiguas a una misma barra transversal (12), a una altura sobre las barras laterales (11) de la balda tal que el movimiento de una batena (1) hacia la balda unicamente esta permitido cuando dicha batena (1) tiene la orientacion correcta.
La figura 3 muestra un ejemplo de realizacion de estantena (10) con elementos de asimetna (16) para asegurar su orientacion sobre la plataforma (6) del montacargas y elementos de asimetna (17) para asegurar la orientacion de las batenas (1) en las baldas. En esta figura, se muestra una estantena (10) con varias batenas (1) en distintas baldas y una batena (1) siendo introducida en una balda y una estantena (10) vada en la orientacion contraria, permitiendo observar los distintos apendices (16) bajo las barras transversales (12) de la balda inferior.
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La figura 4 muestra un ejemplo de realizacion de plataformas (6) del montacargas y estantena (10) en el que se pueden ver los elementos de asimetna (9), (16) en los distintos cuerpos y como estos hacen posible la correcta orientacion de las estantenas (10) sobre las plataformas (6). En este caso, ambas estantenas (10) se orientan igual a pesar de que el acceso a las plataformas (6) de montacargas se realiza en sentidos opuestos.
Los brazos telescopicos (27) se extienden y retraen desde la parte interior de la cara opuesta, sobre la que se instala su soporte (28). Cada uno de los brazos telescopicos
(27) esta conectado a una base que se desplaza verticalmente sobre este soporte
(28) , subiendo y bajando el brazo telescopico (27) correspondiente. Cada uno de los brazos (27) se extiende la distancia suficiente para alcanzar o para dejar una batena (1) en un compartimento de un vehfculo posicionado correctamente y cuando esta totalmente retrafdo queda fuera de la planta de la estantena (10) situada sobre la plataforma (6) del montacargas, permitiendo el movimiento de dicha estantena (10). En su desplazamiento, los brazos (27) se extienden entre dos baldas, quedando por debajo la balda que va a recibir la batena (1) extrafda por los brazos telescopicos (27) o de la que han tomado la batena (1) que se va a introducir en el vehfculo, y atraviesan la apertura (19) en la cara adyacente de la cubierta exterior (18). En su extremo, cuentan con un gancho (29), abierto por su parte superior, para sujetar las batenas (1) por sus asas (2), pudiendo estas deslizarse sobre el gancho (29) en la direccion perpendicular a la de extension de los brazos (27).
Diferentes realizaciones de la invencion consideran distintos sistemas para la realizacion practica de los brazos telescopicos (27), como una estructura de cilindros concentricos, una estructura de tijera o una estructura de barras paralelas, y distintos sistemas de actuacion, basados en sistemas electricos, hidraulicos o neumaticos. De manera preferente, los brazos telescopicos (27) estan constituidos por cilindros concentricos. Asimismo, el mecanismo que permite el desplazamiento vertical de las bases de los brazos telescopicos (27) respecto a su soporte (28) admite diferentes realizaciones, como un pinon-cremallera, correas, cadenas, sistemas hidraulicos o sistemas neumaticos. Ademas, en algunas realizaciones de la invencion, las bases de los brazos telescopicos (27) disponen de un grado de libertad adicional con un desplazamiento horizontal paralelo a la cara opuesta.
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Para extraer una batena (1) de un compartimento para batenas de un vehfculo, los brazos telescopicos (27) se extienden hasta la cara lateral (4) accesible de la batena (1), quedando cada gancho (29) por debajo del asa (2) correspondiente, las bases de los brazos telescopicos (27) se elevan hasta levantar ligeramente la batena (1) por dicha cara y los brazos (27) se retraen hasta que la batena (1) esta en la posicion adecuada en su balda, a continuacion la base de los brazos (27) desciende para liberar las asas (2) y finalmente los brazos (27) se retraen completamente. Para introducir una batena (1) en un compartimento para batenas de un vehfculo, los brazos (27) inicialmente retrafdos se extienden ligeramente hasta quedar debajo de las asas (2) de la batena (1), su base se eleva hasta situarlos al nivel de las asas (2) y los brazos (27) se extienden empujando la batena (1) hasta la posicion adecuada en el compartimento; en esa posicion, la base de los brazos (27) desciende para liberar las asas (2) y los brazos (27) se retraen completamente. De manera alternativa, para introducir una batena (1) en un vehfculo, los brazos telescopicos (27) empujan directamente las batenas (1) por su cara lateral (4) sin sujetar las asas (2).
Las gufas (20) para batenas se situan una a cada lado de la apertura (19) para batenas. Estas gufas (20) tienen una forma con un soporte horizontal (21) sobre el que se deslizan las batenas (1) y una pared vertical (22) que limita el desplazamiento de las batenas (1). En su parte mas cercana al interior de la unidad de intercambio, las paredes laterales de ambas gufas (20) tienen una distancia entre ellas y una posicion similares a las de la balda donde se deja la batena (1). De esta manera, incluso ante un posicionamiento incorrecto del vehfculo para el intercambio, las gufas (20) corrigen el desplazamiento de la batena (1) inducido por la accion de los brazos telescopicos (27) para que se mueva desde el compartimento del vehfculo a la balda correspondiente y viceversa.
En algunas realizaciones de la invencion, el soporte horizontal (21) sobre el que se deslizan las batenas (1) esta formado por dos piezas, siendo la superior de un material de baja friccion y reemplazable. En algunas realizaciones de la invencion, ambas gufas (20) comparten el soporte horizontal sobre el que se deslizan las batenas (1), quedando unidas por el.
Por otro lado, las gufas (20) pueden admitir un movimiento en distintas realizaciones
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de la invencion. En algunas realizaciones de la invencion, estas gwas (20) son fijas. En algunas realizaciones de la invencion, estas gwas (20) cuentan con un grado de libertad que permite su giro respecto a un eje horizontal, paralelo al plano de la cara adyacente, haciendo posible elevarlas y bajarlas. En algunas realizaciones de la invencion, estas gufas (20) cuentan con un grado de libertad que permite su giro respecto a un eje vertical perpendicular al movimiento de las batenas (1), haciendo posible desplazar su extremo horizontalmente. En la realizacion preferente de la invencion, las gufas (20) cuentan con dos grados de libertad que permiten girarlas para elevarlas o bajarlas y para moverlas horizontalmente, ajustando su posicion a la del compartimento para batenas sobre el que actuan. El movimiento de las articulaciones de estas gufas (20) en distintas realizaciones puede obtenerse a partir de diferentes mecanismos como engranajes, motores paso a paso o circuitos hidraulicos. En algunas realizaciones de la invencion, las gufas (20) disponen de sensores en su extremo que permiten determinar la posicion del compartimento para batenas sobre el que actuan.
Adicionalmente, en algunas realizaciones de la invencion, la unidad de intercambio de batenas comprende unos soportes para batenas entre la cara adyacente y la plataforma (6) del montacargas sobre los que se deslizan las batenas (1) en las operaciones de intercambio. Opcionalmente, estos soportes pueden estar situados en una posicion cercana a los extremos de la estantena (10) e incluir paredes laterales para guiar las batenas (1).
Por otro lado, en la unidad de intercambio de batenas pueden considerarse distintas medidas de seguridad. En algunas realizaciones de la invencion, el montacargas dispone de una barrera que se debe asegurar, cerrando el acceso a la plataforma (6), para permitir el desplazamiento del montacargas, no permitiendo su desplazamiento cuando una estantena (10) no esta completamente situada sobre la plataforma (6). En algunas realizaciones de la invencion, la puerta (26) de la cubierta exterior (18) cuenta con un apendice que impide que se cierre si la estantena (10) no esta situada correctamente y el desplazamiento del montacargas esta bloqueado cuando la puerta (26) esta abierta. En algunas realizaciones de la invencion, la unidad de intercambio de batenas comprende tambien un sistema de frenado de emergencia de los elementos moviles. Este sistema puede activarse manual y/o automaticamente a partir de information sobre el funcionamiento de distintos elementos de la unidad. Ademas,
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en algunas realizaciones de la invencion, la unidad de intercambio de batenas incluye un sistema de desplazamiento manual de los brazos telescopicos (27) y/o del montacargas. Opcionalmente, estos sistemas de desplazamiento manual estan operativos incluso tras la activacion del freno de emergencia. Opcionalmente, el movimiento del montacargas, incluso en modo manual, esta operativo unicamente cuando los brazos telescopicos (27) estan totalmente retrafdos.
A partir de una unidad de intercambio de batenas segun esta description, es posible instalar un sistema de intercambio de batenas con la combination de unidades de este tipo y otros elementos auxiliares. En la realization preferente de la invencion, el sistema de intercambio de batenas esta formado por cuatro unidades de intercambio de batenas, dispuestas dos a cada lado de una zona de detention del vehfculo. En cada lado de la zona de detencion, las dos unidades de intercambio de batenas son contiguas por su cara de fondo y tienen la apertura (19) de su cubierta exterior en la cara adyacente a la zona de detencion. Este sistema de intercambio permite actuar simultaneamente sobre cuatro batenas (1) situadas en compartimentos con acceso desde los laterales del vehfculo.
A partir de esta realizacion del sistema de intercambio de batenas pueden considerarse otras variaciones. En otra realizacion de la invencion, el sistema de intercambio esta formado por dos unidades de intercambio de batenas, contiguas por su cara de fondo y situadas a un mismo lado de la zona de detencion del vehfculo, permitiendo actuar sobre dos batenas (1) situadas en compartimentos con acceso desde un lateral del vehfculo. En otra realizacion de la invencion, el sistema de intercambio esta formado por dos unidades de intercambio, cada una de ellas dispuesta a un lado de la zona de detencion del vehfculo y que permiten actuar simultaneamente sobre dos batenas (1) situadas en compartimentos con acceso desde cada lateral del vehfculo.
Ademas de las unidades de intercambio de batenas, en la zona de detencion del vehfculo y/o en las proximidades de esta, pueden incluirse elementos de posicionamiento del vehfculo. En algunas realizaciones de la invencion, estos elementos comprenden barras (30) que restringen el movimiento del vehfculo, orientandolo, y un resalto (31) que marca donde debe detenerse el vehfculo. En algunas realizaciones de la invencion, estas barras (30) pueden girar respecto a su eje
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central. En algunas realizaciones de la invencion, estas barras (30) se encuentran a menor altura en la zona correspondiente a las aperturas (19) para batenas de las unidades de intercambio de batenas, evitando su interferencia con las operaciones de intercambio. En diferentes realizaciones de la invencion estas barras (30) pueden tener distintas formas y posiciones, con trayectorias rectas o curvas, situandose por la parte exterior o interior de las ruedas o interactuando con las ruedas de uno o ambos lados del vehfculo. De manera alternativa, en algunas realizaciones de la invencion, los elementos de posicionamiento del vehfculo comprenden un juego de marcas visibles, en el suelo y otros elementos del sistema de intercambio de batenas, y elementos de visualizacion de la posicion del vehfculo respecto a dichas marcas, permitiendo al conductor del vehfculo e incluso a un sistema de aparcamiento o guiado autonomo determinar la posicion de este respecto a dichas lmeas. En diferentes realizaciones, los elementos de visualizacion de la posicion del vehfculo pueden ser espejos o camaras y pantallas. En cualquier caso, los diferentes componentes del sistema de intercambio de batenas admiten cierta tolerancia en el posicionamiento del vehfculo para realizar operaciones de intercambio.
De manera similar, el sistema de intercambio de batenas puede incorporar elementos de interaccion con el usuario del vehfculo, sistemas de comunicacion con el vehfculo o de identificacion de este o de las batenas (1) intercambiadas.
Asimismo, el sistema de intercambio puede estar cubierto por una visera o techo que lo protege de las precipitaciones y la radiacion solar directa.
En la utilizacion del sistema, las unidades de intercambio de batenas se cargan con estantenas (10) para batenas que disponen de huecos para alojar batenas (1) extrafdas de vehfculos y/o batenas (1) para introducir en vehfculos. Al llegar un vehfculo al sistema, se detiene en una posicion adecuada en la zona de detencion del vehfculo y se abren sus compartimentos para batenas. Si es necesario extraer una batena (1), el montacargas de la unidad de intercambio de batenas correspondiente situa y mantiene la estantena (10) en una posicion que deja una balda libre a la altura de la apertura (19) para batenas de la cara adyacente, los brazos telescopicos (27) de la unidad de intercambio de batenas correspondiente se extienden hasta la batena (1), se elevan para sujetarla por las asas (2), se retraen extrayendola hasta dejarla en dicha balda, descienden para liberar sus asas (2) y se retraen completamente. Si es
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necesario introducir una batena (1), el montacargas de la unidad de intercambio de batenas correspondiente situa y mantiene la estantena (10) en una posicion que deja una balda con una batena (1) adecuadamente cargada a la altura de la apertura (19) para batenas de la cara adyacente, los brazos (27) de la unidad de intercambio de batenas correspondiente se extienden hasta la batena (1), se elevan para sujetarla por las asas (2), se extienden hasta introducirla completamente en el compartimento del vehfculo, descienden para liberar sus asas (2) y se retraen completamente. Cada unidad de intercambio de batenas realiza estas operaciones de manera independiente. Cuando las operaciones de intercambio se han completado, el vehfculo cierra los compartimentos para batenas y puede abandonar la zona de detencion.
En realizaciones de la invencion que cuentan con gufas (20) para batenas moviles, como paso inmediatamente posterior a la apertura de los compartimentos del vehfculo, las gufas (20) moviles se situan en la posicion adecuada para el desplazamiento de la batena (1). Asimismo, como paso previo al cierre de los compartimentos para batenas, las gufas (20) moviles se situan en su posicion de reposo.
La alimentacion de las unidades de intercambio de batenas con estantenas (10) para batenas preparadas para ser utilizadas, es decir, con batenas (1) cargadas y/o huecos para alojar batenas (1) extrafdas, se realiza por la puerta (26) de la cara de acceso de las distintas unidades de intercambio de batenas, pudiendo realizarse tambien de manera independiente entre unas unidades de intercambio de batenas y otras. Las estantenas (10) pueden almacenarse en una zona especffica, que tambien puede tener instrumentos para cargar las batenas (1). El desplazamiento hacia esa zona puede realizarse manualmente, empujando las estantenas (10), con ayuda de una maquina o incluso de manera automatizada con un sistema de desplazamiento de estantenas (10).
En algunas realizaciones de la invencion, el sistema de intercambio de batenas se instala en una estructura con dos pisos. En el piso superior se encuentra la zona de detencion del vehfculo y los elementos de las unidades de intercambio de batenas que se situan a una altura similar a la de los compartimentos para batenas de los vehfculos atendidos. Los montacargas de las unidades de intercambio se desplazan entre el nivel del suelo de ambos pisos y la cubierta exterior (18) de las unidades de intercambio se extiende hasta el piso inferior, estando su puerta (26) al nivel del suelo
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del piso inferior y realizandose el movimiento de estantenas (10) para batenas en este piso.
BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripcion que se esta realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caractensticas de la invencion, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un juego de dibujos en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1 muestra una batena para la que es de aplicacion la unidad de intercambio de batenas.
La figura 2 muestra un ejemplo de realization de plataformas de montacargas de dos unidades de intercambio de batenas con elementos de asimetna para asegurar la correcta orientation de las estantenas para batenas.
La figura 3 muestra un ejemplo de realizacion de estantenas para batenas con elementos de asimetna para asegurar la correcta orientacion de las batenas en las baldas y de las estantenas sobre las plataformas de los montacargas. En la figura se representan dos estantenas iguales en orientaciones opuestas, una de ellas con batenas en algunas de sus baldas.
La figura 4 muestra un ejemplo de realizacion de plataformas de montacargas y estantenas para batenas de dos unidades de intercambio de batenas con elementos de asimetna para asegurar la correcta orientacion de las estantenas, en una position intermedia durante la introduction o extraction de las estantenas.
La figura 5 muestra un ejemplo de realizacion preferente de estantena para batenas.
La figura 6 muestra un ejemplo de realizacion preferente de gufas para batenas con dos grados de libertad en posicion desplegada.
La figura 7 muestra un ejemplo de realizacion preferente del sistema de intercambio de batenas, con elementos en distintas posiciones correspondientes al funcionamiento del sistema durante una operation de intercambio. En esta figura no se han representado las cubiertas exteriores de dos unidades de intercambio de batenas para mostrar el interior de estas.
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION
A continuation se presenta una descripcion de una realizacion preferente de la
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invencion. Esta realizacion preferente de la invencion constituye un ejemplo constructivo de la invencion y no limita la extension de la descripcion general presentada previamente en este documento.
La realizacion preferente de la invencion consiste en una unidad de intercambio de batenas y un sistema de intercambio de batenas para atender vehfculos que cuentan con cuatro compartimentos para batenas de uso temporal en su parte inferior, dos a cada lado del vehfculo. Asf, en esta realizacion, el sistema de intercambio de batenas comprende cuatro unidades de intercambio, dos a cada lado de la zona de detencion del vehfculo. Atendiendo a la posicion de estos compartimentos en el vehfculo, las unidades de intercambio de batenas correspondientes reciben los nombres de “anterior izquierda”, “anterior derecha”, “posterior izquierda” y “posterior derecha”.
A su vez, cada una de estas unidades de intercambio de batenas comprende los siguientes elementos:
• Una cubierta exterior (18) con una apertura (19) para batenas en la cara adyacente y una puerta (26) en la cara de acceso.
• Un montacargas de plataforma horizontal (6) que desplaza verticalmente una estantena (10) para batenas.
• Una estantena (10) para batenas.
• Dos brazos telescopicos (27) con bases situadas sobre la cara opuesta.
• Dos gufas (20) para batenas.
Las dos unidades de intercambio de batenas de cada lado de la zona de detencion del vehfculo se situan de manera contigua, compartiendo su cara de fondo, con la apertura (19) de la cara adyacente orientada hacia la zona de detencion del vehfculo, en la parte inferior de esta cara, y las puertas (26) de la cara de acceso en caras opuestas del bloque que forman.
El montacargas se desplaza entre el nivel del suelo del sistema de intercambio de batenas y una profundidad aproximada de 1,5 m. El montacargas comprende una plataforma horizontal (6) con paredes (7) sobre sus bordes adyacente y opuesto y una pared (8) sobre su borde de fondo, siendo mas alta la pared (8) del borde de fondo y limitando el movimiento de las estantenas (10) sin interferir en el de los brazos telescopicos (27).
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Las estantenas (10) empleadas en esta realizacion preferente cuentan con doce baldas, cada una de ellas formada por cuatro barras horizontales (11), (12) que forman un penmetro rectangular y con dos soportes (13) contiguos a las barras transversales (12). La superficie superior de los soportes (13), sobre los que se apoya una batena (1) cuando esta en una balda, se encuentra a una altura inferior a la parte superior de las barras horizontales (11), (12), limitando de esta manera el movimiento indeseado de las batenas (1). Por su parte, las barras laterales (11) de las baldas, sobre las que se deslizan las batenas (1) al desplazarse hacia o desde una balda, tienen un perfil redondeado que facilita el movimiento de una batena (1) hacia el exterior de una balda cuando este movimiento es voluntario. Las baldas estan unidas a una estructura de cuatro barras verticales (14) que tienen ruedas (15) con freno en su parte inferior.
La figura 5 muestra una estantena (10) segun esta realizacion preferente.
Los brazos telescopicos (27) estan instalados sobre la parte interior de la cara opuesta. Para ello, cuentan con un soporte (28) fijado a la cara opuesta, sobre el que se desplazan verticalmente, de manera independiente, las bases de ambos brazos telescopicos (27). Cada uno de los brazos (27) esta formado por una estructura de cilindros concentricos que se extienden y retraen en la direccion perpendicular a la cara adyacente, deslizandose unos en el interior de otros. El cilindro exterior esta fijado a la base del brazo telescopico (27). En el extremo de cada brazo (27) se dispone un gancho (29) con forma de letra ‘u', quedando su parte superior abierta. Este gancho (29) permite abrazar las asas (2) de las batenas (1) por su parte inferior y estas pueden deslizarse por la superficie superior de la parte central del gancho (29), ajustando de esta manera su posicion cuando el movimiento de una batena (1) no es totalmente paralelo a la direccion en que se extienden y recogen los brazos (27). Los movimientos de los distintos elementos se realizan a partir de mecanismos pinon- cremallera accionados por motores electricos.
Por su parte, las gufas (20) para las batenas tienen dos grados de libertad correspondientes al giro respecto a un eje horizontal contenido en un plano paralelo al de la cara adyacente y un eje vertical. De esta manera, pueden variar su altura y la posicion respecto a la parte anterior o posterior del vehfculo atendido por el sistema de intercambio de batenas, dando una tolerancia a su posicion en la zona de detencion.
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El movimiento respecto al eje horizontal se realiza a partir de un mecanismo de engranajes, mientras que el movimiento respecto al eje vertical emplea un motor paso a paso integrado en la articulacion. Cada una de estas gwas (20) esta formada por un soporte (21), dispuesto de manera horizontal en las operaciones de intercambio para que deslice sobre el una parte de la cara inferior de la batena (1), y una pared (22) que orienta la batena (1), dandole la direccion adecuada cuando su movimiento no puede ser estrictamente paralelo a la direccion en que se mueven los brazos telescopicos (27). Cuando no se esta realizando una operacion de intercambio o se esta moviendo un vehfculo por la zona de detencion, estas gufas (20) giran hacia arriba y quedan retrafdas sobre la cara adyacente de la unidad de intercambio de batenas.
La figura 6 muestra las gufas (20) de una unidad de intercambio segun esta realizacion, en una posicion desplegada para realizar una operacion de intercambio. En esta figura se ven el soporte (21) y la pared (22) que forman la gufa (20), asf como su base (23) y el cuerpo intermedio (24) que hace posible que dispongan de dos grados de libertad. En su posicion plegada, las gufas (20) giran hacia arriba hasta la parte exterior de la cara adyacente de la cubierta exterior (18) de la unidad de intercambio de batenas, insertandose sus paredes (22) en esta a traves de las correspondientes hendiduras (25).
Junto a estas unidades de intercambio de batenas, el sistema de intercambio cuenta con barras (30) metalicas con curvatura en la aproximacion a la zona de detencion del vehfculo y rectas a lo largo de esta para orientar correctamente el vehfculo para realizar operaciones de intercambio de batenas. Junto a estas barras (30), se dispone un ligero resalto (31) que determina donde deben detenerse las ruedas anteriores del vehfculo para que los compartimentos para batenas del vehfculo se encuentren junto a las aperturas (19) para batenas de las unidades de intercambio de batenas.
La figura 7 muestra el sistema de intercambio de batenas segun esta realizacion preferente, con elementos en distintas posiciones indicando su funcionamiento. Para mostrar en detalle algunos de los elementos, no se ha representado la cubierta exterior (18) de las unidades de intercambio anterior derecha y posterior derecha. En estas unidades se puede observar la posicion de los brazos (27) a traves de una balda de la estantena (10), en un caso desplazando una batena (1) que tambien se apoya sobre las gufas (20).
Claims (13)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. Unidad de intercambio de batenas de vehfculos, donde una batena (1) tiene una forma de prisma rectangular de base amplia con dos asas (2) en cada una de dos caras laterales paralelas entre sf (4), y donde una batena (1) se instala en un compartimento de un vehfculo electrico que, cuando esta abierto, deja accesible una de estas dos caras (4) con asas (2) desde el exterior del vehfculo, permitiendo introducir y extraer una batena (1) con un movimiento horizontal, que comprende los siguientes elementos:• Una cubierta exterior (18) que presenta una apertura (19) en la cara adyacente al compartimento para batenas del vehfculo sobre el que actua dicha unidad de intercambio de batenas y una puerta (26) en la cara de acceso.• Un montacargas de plataforma horizontal (6) que desplaza verticalmente una estantena (10) para batenas.• Una estantena (10) para batenas con la capacidad de ser introducida y extrafda por la puerta (26) y de ser desplazada.• Dos brazos telescopicos (27) que se extienden y retraen en la direccion perpendicular a la cara adyacente al compartimento para batenas del vehfculo. Estos brazos telescopicos (27) atraviesan la apertura (19) de la cubierta exterior (18) y sus bases estan situadas sobre la cara opuesta, y dichas bases cuentan con un grado de libertad para su desplazamiento vertical. En su extremo, cada uno de los brazos telescopicos (27) cuenta con un gancho (29) abierto por la parte superior.• Dos gufas (20) para batenas situadas cada una a un lado de la apertura (19) de la cubierta exterior (18).
- 2. Unidad de intercambio de batenas de vehfculos segun la reivindicacion 1 en que el montacargas esta caracterizado por el hecho de disponer de paredes (7) en los bordes adyacente y opuesto y de una pared (8) en el borde de fondo de su plataforma horizontal (6) que limitan el movimiento de una estantena (10) sobre la plataforma (6) y permiten el desplazamiento de los brazos telescopicos (27).
- 3. Unidad de intercambio de batenas de vehfculos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores en que el montacargas esta caracterizado por el hecho de disponer sobre la superficie de su plataforma horizontal (6a) de un elemento (9a) para5101520253035asegurar la orientacion de las estantenas (10), cuya proyeccion en planta tiene forma de trapecio isosceles con el lado paralelo mayor contiguo al borde de fondo.
- 4. Unidad de intercambio de batenas de vehfculos segun cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 en que el montacargas esta caracterizado por el hecho de disponer sobre la superficie de su plataforma horizontal (6b) de dos elementos (9b) para asegurar la orientacion de las estantenas (10), cada uno de ellos con una proyeccion en planta con forma de trapecio isosceles con el lado paralelo mayor contiguo al borde de fondo.
- 5. Unidad de intercambio de batenas de vehfculos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores en que la estantena (10) esta caracterizada por una estructura de barras que comprende varias baldas horizontales, cada una de ellas formada por cuatro barras horizontales (11), (12) que determinan un penmetro rectangular y dos soportes horizontales (13), cuya superficie superior se encuentra por debajo de la superficie superior de las barras horizontales (11), (12) de dicha balda, y cuatro barras verticales (14) unidas a las diferentes baldas y con ruedas (15) en su parte inferior.
- 6. Unidad de intercambio de batenas de vehfculos segun la reivindicacion 5 en que la estantena (10) esta caracterizada por el hecho de disponer de dos apendices (16b) unidos a la parte inferior de una de las barras transversales (12) de la balda inferior y un apendice (16a) unido a la parte inferior de la otra barra transversal (12) de la balda inferior.
- 7. Unidad de intercambio de batenas de vehfculos segun cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6 en que la estantena (10) esta caracterizada por el hecho de que cada balda dispone de dos apendices (17), cada uno de ellos unido a una de las dos barras verticales (14) contiguas a una misma barra transversal (12), a una altura sobre las barras laterales (11) de la balda tal que el movimiento de una batena (1) hacia dicha balda unicamente esta permitido cuando dicha batena (1) tiene la orientacion correcta.
- 8. Unidad de intercambio de batenas de vehfculos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores en que las gufas (20) para batenas estan caracterizadas510152025por el hecho de disponer de un soporte horizontal (21) sobre el que se deslizan las batenas (1) y una pared vertical (22) que limita su desplazamiento.
- 9. Unidad de intercambio de batenas de vehfculos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores en que las gufas (20) para batenas estan caracterizadas por el hecho de disponer de un grado de libertad de giro alrededor de un eje horizontal.
- 10. Unidad de intercambio de batenas de vehfculos segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores en que las gufas (20) para batenas estan caracterizadas por el hecho de disponer de un grado de libertad de giro alrededor de un eje vertical.
- 11. Sistema de intercambio de batenas de vehfculos que comprende cuatro unidades de intercambio de batenas segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores y elementos de posicionamiento del vehfculo, donde dichas unidades de intercambio de batenas se disponen dos a cada lado de una zona de detencion del vehfculo, siendo contiguas por su cara de fondo y con la apertura (19) de su cubierta exterior (18) en la cara adyacente a la zona de detencion del vehfculo.
- 12. Sistema de intercambio de batenas de vehfculos segun la reivindicacion 11 caracterizado porque los elementos de posicionamiento del vehfculo comprenden barras (30) que restringen el movimiento de las ruedas del vehfculo.
- 13. Sistema de intercambio de batenas de vehfculos segun la reivindicacion 11 caracterizado porque los elementos de posicionamiento del vehfculo comprenden marcas visibles y elementos de visualizacion de la posicion del vehfculo respecto a dichas marcas.
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