DE102013110961A1

DE102013110961A1 - Routenzug mit einem Schleppfahrzeug

Info

Publication number: DE102013110961A1
Application number: DE201310110961
Authority: DE
Inventors: Jörg Ziemann; Christoph Hackbarth
Original assignee: Jungheinrich AG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 2013-10-02
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2015-04-16

Abstract

Routenzug mit einem Schleppfahrzeug und mindestens einem Anhänger, wobei das Schleppfahrzeug eine Traktionsbatterie für einen elektrischen Fahrantrieb und der mindestens eine Anhänger eine Hubeinrichtung zum Anheben einer in dem Anhänger mitgeführten Last besitzt, wobei – ein sekundärer Energiespeicher und – ein mit der Traktionsbatterie verbundenes Koppelmodul vorgesehen sind, – wobei der sekundäre Energiespeicher über das Koppelmodul aufladbar ist und der sekundäre Energiespeicher ausgelegt ist, um die Hubeinrichtung mindestens einmal zu betätigen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Routenzug mit einem Schleppfahrzeug und mindestens einem Anhänger.
Aus US 2011/0209949 ist ein Flurförderzeug mit einer anhebbaren Standplattform bekannt geworden, das einen primären und einen sekundären Energiespeicher besitzt. In einer Ausgestaltung ist der sekundäre Energiespeicher mit einem Kondensator ausgestattet, der von dem primären Energiespeicher wieder aufgeladen wird. Ferner ist bekannt, dass der sekundäre Energiespeicher auf der Standplattform angeordnet ist und mit dieser gemeinsam angehoben wird.
Bei Routenzügen ist bekannt, dass das Schleppfahrzeug über eine Hauptbatterie verfügt. Die Hauptbatterie wird auch als Traktionsbatterie bezeichnet, da sie für den Vortrieb des Routenzuges verantwortlich ist. Die Anhänger in einem Routenzug und ihre elektrischen Verbraucher haben gelegentlich eine andere Nennspannung. Auch sind die Anforderungen an die Verbraucher in einem Anhänger andere als die für einen Fahrantrieb.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Routenzug mit einem Schlepper und mindestens einem Routenzuganhänger zur Verfügung zu stellen, der in einfacher und zuverlässiger Art und Weise alle Verbraucher in dem Routenzug versorgt.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Routenzug mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Routenzug besitzt ein Schleppfahrzeug und mindestens einen Anhänger. Das Schleppfahrzeug besitzt eine Traktionsbatterie für einen elektrischen Fahrantrieb und der mindestens eine Anhänger weist eine Hubeinrichtung zum Anheben einer in dem Anhänger mitgeführten Last auf. In der Regel wird an dem Anhänger eines Routenzuges ein Wagen, ein Trolley oder andere fahrbare Behältnisse zur Aufnahme der Last platziert und an diesem angehoben. Der erfindungsgemäße Routenzug weist einen sekundären Energiespeicher und ein mit der Traktionsbatterie verbundenes Koppelmodul auf. Erfindungsgemäß ist der sekundäre Energiespeicher über das Koppelmodul aufladbar. Ferner ist der sekundäre Energiespeicher ausgelegt, um die Hubeinrichtung mindestens einmal zu betätigen. Der erfindungsgemäße Routenzug geht davon aus, dass die Anforderungen an das Schleppfahrzeug andere sind als an den Anhänger. Während das Schleppfahrzeug konstant eine Traktionsleistung erbringen muss, um den Zug voranzuführen, muss die Hubeinrichtung lediglich kurzzeitig Leistung, mitunter auch große Leistungen zum Anheben und Senken der Last, bereitstellen können. Diesen unterschiedlichen Anforderungen an die bereitzustellende Leistung kann bei dem erfindungsgemäßen Routenzug durch die Verwendung eines sekundären Energiespeichers Rechnung getragen werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Hubeinrichtung des mindestens einen Anhängers hydraulisch ausgebildet und der sekundäre Energiespeicher als ein Druckspeicher vorgesehen, der über eine in dem Koppelmodul vorgesehene Pumpe geladen wird. Bei dem erfindungsgemäßen Routenzug kann die Energie in dem sekundären Energiespeicher auch in nicht elektrischer Form vorgesehen sein. Die Versorgung des sekundären Energiespeichers mit Energie erfolgt aber stets über das Koppelmodul, das beispielsweise für die Speicherung von hydraulischer Energie die elektrische Energie aus dem Energiespeicher der Traktionseinheit über das Koppelmodul mit Hilfe einer Pumpe in hydraulische Energie für den Anhänger umwandelt.
In einer alternativen Ausgestaltung ist die Hubeinrichtung des mindestens einen Anhängers elektrisch ausgebildet und der sekundäre Energiespeicher als ein elektrischer Energiespeicher vorgesehen. Hierbei können eine oder mehrere elektrische Batterien, beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien, eingesetzt werden. Die Speicherung der elektrischen Energie kann auch über einen oder mehrere Kondensatoren erfolgen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der elektrische sekundäre Energiespeicher derart dimensioniert, dass die Hubeinrichtung eines Anhängers mehrfach eine Nennlast des Anhängers anheben kann. Da der Hebevorgang nur eine kurze Zeit andauert, muss der elektrische sekundäre Energiespeicher seine Leistung innerhalb einer kurzen Zeit abgeben können. Hier eignen sich beispielsweise Starterbatterien, die eine große Leistung in kurzer Zeit abgeben können.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist jeder der Anhänger mit einem bordeigenen sekundären Energiespeicher ausgestattet. Zu der an dem Schleppfahrzeug befindlichen Traktionsbatterie kann eine elektrische Verbindung entlang dem Routenzug hergestellt werden.
Bevorzugt ist jeder Anhänger mit einem Koppelmodul ausgestattet, so dass dieses über ein Kabel mit der Traktionsbatterie verbunden werden kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Koppelmodul einen Temperatursensor auf, der eine Temperatur des sekundären Energiespeichers überwacht und bei Überschreiten einer vorbestimmten Maximaltemperatur einen Ladevorgang abbricht.
Der sekundäre Energiespeicher wird mit der aus der Traktionsbatterie stammenden elektrischen Leistung über das Koppelmodul geladen. Bei diesem Ladevorgang erhöht sich die Temperatur des sekundären Energiespeichers, die mit dem Temperatursensor überwacht wird.
Neben dem Ladevorgang des sekundären Energiespeichers über das Modul aus der Traktionsbatterie kann auch vorgesehen sein, dass der sekundäre Energiespeicher über das Koppelmodul mit Energie aus der Traktionsbatterie gespeist werden kann, um seinen Ladezustand aufrecht zu erhalten. Der sekundäre Energiespeicher kann so auftretende Verluste kompensieren, um seinen vollständigen Ladezustand auf Dauer zu halten.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Nennspannung des Schleppfahrzeugs größer als die Nennspannung des Anhängers. Die unterschiedliche Nennspannung erlaubt den Einsatz geeigneter elektrischer Antriebe.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Schleppzug mit einem Schleppfahrzeug und einem Anhänger in der Ansicht von der Seite,
2 ein Blockschaltbild für ein Laden der Traktionsbatterie,
3 ein Blockschaltbild für einen Ladevorgang der Sekundärbatterie und
4 eine schematische Ansicht für ein Koppelmodul.
In 1 dargestellt ist ein Schlepper 10 mit einer Standplattform 12, auf der stehend eine Bedienperson (nicht dargestellt) den Routenzug führen kann. Für den Routenzug ist beispielhaft ein dreiachsiger Anhänger 14 dargestellt, der über eine Deichsel 16 mit einer schlepperseitigen Anhängerkupplung 18 verbunden ist. Der Anhänger 14 besitzt drei Achsen 20, 24, 26. Der Anhänger 14 besitzt einen flachen Rahmen 22, der Hubeinrichtungen 23, 25 aufweist, über die eine Rollpalette 28 angehoben werden kann. 1 zeigt den angehobenen Zustand einer Rollpalette 28 in dem der Anhänger 14 auf seinen eigenen Rädern rollt. Die Hubeinrichtungen 23, 25 werden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel elektrisch betätigt. Die dargestellte Rollpalette ist hierbei nur beispielhaft, es können auch Wagen, Trolleys oder andere fahrbare Behältnisse an dem Anhänger transportiert werden.
2 zeigt eine schematische Ansicht einer Traktionsbatterie 30, eines Koppelmoduls 32 und einer Sekundärbatterie 34. 2 zeigt die Traktionsbatterie 30, die die elektrischen Verbraucher in dem Fahrzeug 10 versorgt, schematisch verbunden mit den Anschlüssen 36, 38 eines Ladegeräts (nicht dargestellt). In dem dargestellten Zustand wird die Traktionsbatterie 30 geladen und ist währenddessen von dem Koppelmodul 32 der Sekundärbatterie 34 getrennt.
3 zeigt die Traktionsbatterie 30, verbunden mit dem Koppelmodul 32, dessen Ausgänge mit der Sekundärbatterie 34 verbunden sind. In dem in 3 dargestellten Verbindungszustand wird die Sekundärbatterie 34 über das Koppelmodul 32 geladen. Das Koppelmodul 32 entnimmt dabei der Traktionsbatterie 30 Leistung. Die Sekundärbatterie 34 speist über die Anschlüsse 40, 42 die Antriebe für die Hubeinrichtungen 23, 25.
4 zeigt das Koppelmodul 32, an das die Traktionsbatterie 30 und die Sekundärbatterie 34 angeschlossen sind. Ferner ist das Koppelmodul 32 mit einem Temperatursensor 44 ausgestattet, der in räumlicher Nähe zu der Sekundärbatterie 34 angeordnet, deren Temperatur erfasst und bei zu starker Erwärmung einen Ladevorgang für die Sekundärbatterie abbricht.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Traktionsbatterie beispielsweise eine Spannung von 48 V als die übliche Nennspannung für ein Schleppfahrzeug und die Anhänger eine Nennspannung von 24 V zur Betätigung der elektrischen Verbraucher und insbesondere der Hubeinrichtungen an dem Anhänger.
Der wesentliche Vorzug der Erfindung wird deutlich, wenn man sich vor Augen führt, dass die Hubeinrichtungen 23, 25 als elektrischer Verbraucher nur kurzzeitig in Betrieb sind, aber eine hohe Leistungsaufnahme besitzen. Anhänger heben z. B. zwei bis fünf Sekunden lang und benötigen dabei eine Versorgung von 10 bis 30 A für die Hubeinrichtung eines Anhängers. Bei einer Betriebsspannung von 24 V an den Anhänger ergibt sich somit für einen Routenzug mit fünf Anhängern bereits ein Leistungsbedarf mit 3,6 kW. Die Leistung von 3,6 kW wird für die Zeitdauer von zwei bis fünf Sekunden benötigt. Diese Leistung wird der Sekundärbatterie entnommen.
Über ein Koppelmodul ist die sekundäre Batterie mit der Traktionsbatterie des Schleppfahrzeugs verbunden. Das Koppelmodul erlaubt es für den Anhänger, eine sekundäre Batterie mit geringerer Spannung zu verwenden, als die Traktionsbatterie an dem Schleppfahrzeug. Über das Koppelmodul wird bis zum Erreichen einer Ladeschlussspannung die sekundäre Batterie permanent aus der Hauptbatterie geladen. Bei Erreichen der Ladeschlussspannung der Sekundärbatterie wird der Ladestrom erheblich gesenkt und lediglich eine Erhaltungsladung in die sekundäre Batterie eingeleitet.
Das Koppelmodul kann permanent betrieben werden und muss auch bei der Leistungsentnahme aus dem Sekundärbatteriesystem nicht von dieser getrennt werden. Über eine Schutzschaltung wird der von dem Koppelmodul bereit gestellte Strom begrenzt.
Das Schleppfahrzeug besitzt weiterhin nach außen lediglich einen Ladeanschluss für seine Traktionsbatterie. Die sekundären Batterien der Anhänger mit den jeweiligen Koppelmodulen sind anhängerseitig verbaut und über eine elektrische Leitung mit der Traktionsbatterie verbunden. Diese Verbindung wird während eines Ladevorgangs der Traktionsbatterie unterbrochen, so dass das Ladegerät ausschließlich mit der Traktionsbatterie verbunden ist. Über entlang der Deichsel geführte Leitungen sind dann die Batterien zu verteilen.
Statt einer elektrischen Sekundärbatterie kann beispielsweise für eine hydraulische Hubeinrichtung auch ein Druckspeicher vorgesehen sein, der über das Koppelmodul auf einen für die Hubeinrichtung notwendigen Betriebsdruck gebracht wird. Bei dieser Ausgestaltung wandelt die Koppeleinrichtung die elektrische Energie der Traktionsbatterie mit Hilfe einer Pumpe in hydraulische Energie für den Druckspeicher um.
Bezugszeichenliste

10: Schlepper
12: Standplattform
14: Anhänger
16: Deichsel
18: Anhängerkupplung
20: Achse
22: Rahmen
23: Hubeinrichtung
24: Achse
25: Hubeinrichtung
26: Achse
28: Rollpalette
30: Traktionsbatterie
32: Koppelmodul
34: Sekundärbatterie
36: Anschluss
38: Anschluss
40: Anschluss
42: Anschluss
44: Temperatursensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 2011/0209949 [0002]

Claims

Routenzug mit einem Schleppfahrzeug und mindestens einem Anhänger, wobei das Schleppfahrzeug eine Traktionsbatterie für einen elektrischen Fahrantrieb und der mindestens eine Anhänger eine Hubeinrichtung zum Anheben einer in dem Anhänger mitgeführten Last besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass – ein sekundärer Energiespeicher und – ein mit der Traktionsbatterie verbundenes Koppelmodul vorgesehen sind, – wobei der sekundäre Energiespeicher über das Koppelmodul aufladbar ist und der sekundäre Energiespeicher ausgelegt ist, um die Hubeinrichtung mindestens einmal zu betätigen.
Routenzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung des mindestens einen Anhängers hydraulisch ausgebildet ist und der sekundäre Energiespeicher als ein Druckspeicher ausgebildet ist, der über eine in dem Koppelmodul vorgesehene Pumpe geladen wird.
Routenzug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubeinrichtung des mindestens einen Anhängers elektrisch ausgebildet ist und der sekundäre Energiespeicher als ein elektrischer Energiespeicher ausgebildet ist.
Routenzug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher eine oder mehrere wiederaufladbare Batterien aufweist.
Routenzug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Energiespeicher einen oder mehrere Kondensatoren aufweist.
Routenzug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre elektrische Energiespeicher derart dimensioniert ist, dass die Hubeinrichtung eines Anhängers mehrfach eine Nennlast des Anhängers heben kann.
Routenzug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anhänger einen bordeigenen sekundären Energiespeicher besitzt.
Routenzug nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anhänger ein Koppelmodul aufweist.
Routenzug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelmodul einen Temperatursensor aufweist, der eine Temperatur des sekundären Energiespeichers überwacht und bei Überschreiten einer vorbestimmten Maximaltemperatur einen Ladevorgang unterbricht.
Routenzug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre Energiespeicher über das Koppelmodul mit Energie aus der Traktionsbatterie gespeist werden kann, um seinen Ladezustand zu halten.
Routenzug nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nennspannung des Schleppers größer als die Nennspannung des Anhängers ist.