DE102019102017A1

DE102019102017A1 - Hebevorrichtung und Verfahren zum Handhaben eines Batteriemoduls, Verwendung einer Hebevorrichtung und System aus Hebevorrichtung und Batteriemodul

Info

Publication number: DE102019102017A1
Application number: DE102019102017.4A
Authority: DE
Inventors: Florian Pegler; Stefan Johannsen; Sebastian Schütte
Original assignee: Jungheinrich AG
Current assignee: Jungheinrich AG
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2019-01-28
Publication date: 2020-07-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung (2) und ein Verfahren zum Handhaben eines Batteriemoduls (20) sowie die Verwendung einer Hebevorrichtung (2) und ein System aus Hebevorrichtung (2) und Batteriemodul (20). Die Hebevorrichtung (2) umfasst einen Grundkörper (4) und einen L-förmigen Greifhaken (8), der dazu eingerichtet ist, in eine Aufnahmeöffnung (24) eines Gehäuses des Batteriemoduls (20) einzugreifen. Die Hebevorrichtung (2) ist dadurch fortgebildet, dass der Grundkörper (4) um eine Schwenkachse (A) schwenkbar gelagert ist und zumindest zwei starre L-förmige Greifhaken (8) umfasst sind, die jeweils einen ersten und einen zweiten Schenkel (10, 12) aufweisen, wobei die ersten Schenkel (10) der L-förmigen Greifhaken (8) jeweils starr mit dem Grundkörper (4) verbunden sind und sich die zweiten Schenkel (12) quer zu der Schwenkachse (A) erstrecken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hebevorrichtung zum Handhaben eines Batteriemoduls, umfassend einen Grundkörper und einen L-förmigen Greifhaken, der dazu eingerichtet ist, in eine Aufnahmeöffnung eines Gehäuses des Batteriemoduls einzugreifen. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer solchen Hebevorrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem ein System, umfassend eine Hebevorrichtung und ein Batteriemodul, wobei die Hebevorrichtung zum Handhaben des Batteriemoduls einen Grundkörper und einen L-förmigen Greifhaken umfasst, der dazu eingerichtet ist, in eine Aufnahmeöffnung eines Gehäuses des Batteriemoduls einzugreifen. Schließlich betrifft die Erfindung ebenso ein Verfahren zum Handhaben eines Batteriemoduls einer Traktionsbatterie eines Flurförderzeugs mit einer Hebevorrichtung, wobei die Hebevorrichtung einen Grundkörper und zumindest einen L-förmigen Greifhaken umfasst, der, um die Hebevorrichtung und das Batteriemodul zu koppeln, in eine Aufnahmeöffnung eines Gehäuses des Batteriemoduls eingreift.
Traktionsbatterien, beispielsweise Traktionsbatterien von Flurförderzeugen, werden vielfach aus mehreren Batteriemodulen zusammengebaut. Jedes Batteriemodul umfasst eine Vielzahl von Einzelzellen, beispielsweise prismatische Einzelzellen oder Rundzellen. Abhängig von der Anzahl der verbauten Einzelzellen, die in einem Batteriemodul zusammengefasst sind, weist dieses teilweise ein erhebliches Gewicht auf. Dadurch ist es nicht mehr ohne weiteres möglich, ein solches Batteriemodul ohne Hilfsmittel, beispielsweise während der Montage einer Traktionsbatterie, zu handhaben.
Es sind Hebevorrichtungen zum Handhaben von Batteriemodulen bekannt. So zeigt die DE 10 2016 107 088 A1 ein Batteriemodul mit einem Schlitz, in welchen ein bewegliches Bein eines Hebewerkzeugs eingreift. Ein weiteres Hebewerkzeug, welches zum Greifen eines Bauteils mit einer Schraubenöffnung geeignet ist, geht aus der DE 10 2015 011 859 A1 hervor.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Hebevorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Handhaben eines Batteriemoduls, eine Verwendung einer Hebevorrichtung sowie ein verbessertes System, umfassend eine Hebevorrichtung und ein Batteriemodul, anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Hebevorrichtung zum Handhaben eines Batteriemoduls, umfassend einen Grundkörper und einen L-förmigen Greifhaken, der dazu eingerichtet ist, in eine Aufnahmeöffnung eines Gehäuses des Batteriemoduls einzugreifen, wobei diese Hebevorrichtung dadurch fortgebildet ist, dass der Grundkörper um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist und zumindest zwei starre L-förmige Greifhaken umfasst sind, die jeweils einen ersten und einen zweiten Schenkel aufweisen, wobei die ersten Schenkel der L-förmigen Greifhaken jeweils starr mit dem Grundkörper verbunden sind und sich die zweiten Schenkel quer zu der Schwenkachse erstrecken.
Der Grundkörper und die Greifhaken sind starr miteinander verbunden. Beispielsweise sind der Grundkörper und die Greifhaken einstückig (stoffeinteilig) ausgeführt. Die zweiten Schenkel der Greifhaken erstrecken sich beispielsweise zumindest näherungsweise in einer Ebene, die senkrecht zu der Schwenkachse liegt. Die zweiten Schenkel erstrecken sich beispielsweise in einer Radialrichtung, ausgehend von der Schwenkachse. Es ist ebenso vorgesehen, dass sich die zweiten Schenkel in einer davon verschiedenen Richtung innerhalb der genannten Ebene erstrecken. Ist der Grundkörper beispielsweise zylindrisch, so können die zweiten Schenkel der Greifhaken, die nicht mit dem Grundkörper verbunden sind, können so ausgestaltet sein, dass sie sich teilweise oder auch vollständig in einer Umfangsrichtung erstrecken. Gemäß einer solchen Ausführungsform sind die zweiten Schenkel beispielsweise in Umfangsrichtung des Grundkörpers gebogene Elemente, deren Außenkanten einer Kreisbahn folgen, die den gleichen Durchmesser wie der zylindrische Grundkörper aufweist. Bei einer solchen Ausführungsform liegen die Greifhaken vollständig innerhalb einer von dem Grundkörper eingenommenen Fläche, betrachtet in einer Projektion entlang der Schwenkachse. Vorteilhaft ist eine solche Hebevorrichtung sehr kompakt. Die zum Eingriff der Greifhaken in dem Gehäuse des Batteriemoduls vorgesehenen Aufnahmeöffnungen beanspruchen nur wenig Bauraum. Ferner befinden sich die Greifhaken beispielsweise an einem äußeren Rand des Grundkörpers, so dass ihre Außenflächen mit einer Mantelfläche des Grundkörpers fluchten.
Vorteilhaft ist die Hebevorrichtung einfach und robust aufgebaut und lässt sich sehr effizient fertigen. Sie verfügt über keine beweglichen Teile und weist daher eine hohe Funktionssicherheit und Robustheit auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Hebevorrichtung dadurch fortgebildet, dass die Greifhaken an einer Flachseite des Grundkörpers mit diesem verbunden sind und insbesondere mit gleichem radialem Abstand zur Schwenkachse um die Schwenkachse herum angeordnet sind. Beispielsweise sind alle Greifhaken an einer Stirnseite des Grundkörpers vorhanden, sofern dieser zylindrisch ist.
Die Hebevorrichtung umfasst beispielsweise eine Antriebseinheit, die dazu eingerichtet ist, den Grundkörper um die Schwenkachse zu schwenken.
Die Hebevorrichtung umfasst beispielsweise drei Greifhaken. Diese können in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt sein, also im Abstand von 120° um die Schwenkachse herum. So ist es möglich, den Grundkörper in drei unterschiedlichen Positionen gleichwertig mit dem Batteriemodul zu koppeln. Abhängig von der Anzahl der Greifhaken ist dies in einer verschieden großen Anzahl von Positionen möglich. Dementsprechend ist die Antriebseinheit beispielsweise dazu eingerichtet, den Grundkörper um weniger als 180° zu schwenken. Dies wäre für eine Hebevorrichtung mit zwei Greifhaken der Fall. Umfasst der Grundkörper beispielswiese drei Greifhaken, so ist die Antriebseinheit dazu eingerichtet, den Grundkörper um weniger als 120° zu schwenken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Hebevorrichtung durch einen Zentrierkörper fortgebildet, der mit dem Grundkörper verbunden ist, wobei eine Mittenlängsachse des Zentrierkörpers mit der Schwenkachse zusammenfällt.
Der Zentrierkörper erlaubt eine schnelle und einfache Kopplung der Hebevorrichtung mit dem Batteriemodul. Der Zentrierkörper unterstützt die korrekte Ausrichtung des Grundkörpers gegenüber dem Gehäuse des Batteriemoduls. Der Zentrierkörper ist beispielsweise in Richtung der Mittenlängsachse des Grundkörpers federbelastet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Hebevorrichtung fortgebildet durch einen Sicherungsstift, der im eingezogenen Zustand innerhalb des Grundkörpers angeordnet ist und sich im ausgefahrenen Zustand aus einer Fläche des Grundkörpers heraus erstreckt, in welcher die Greifhaken mit dem Grundkörper verbunden sind.
Der Sicherungsstift befindet sich im eingezogenen Zustand beispielsweise zum überwiegenden Teil innerhalb des Grundkörpers. Ferner beispielsweise befindet sich der Sicherungsstift vollständig innerhalb des Grundkörpers, wenn er sich im eingezogenen Zustand befindet. Der Sicherungsstift verriegelt die Hebevorrichtung und das Batteriemodul drehfest gegeneinander.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch die Verwendung einer Hebevorrichtung nach einer oder mehrerer der vorgenannten Ausführungsformen zum Handhaben eines Batteriemoduls einer Traktionsbatterie eines Flurförderzeugs, wobei ein Gehäuse des Batteriemoduls eine Deckplatte und eine auf einer Außenseite der Deckplatte angeordnete und mit der Deckplatte mechanisch gekoppelte Zwischenplatte umfasst, wobei in der Zwischenplatte zumindest zwei Aufnahmeöffnungen vorhanden sind, und die L-förmigen Greifhaken der Hebevorrichtung dazu vorgesehen sind, in diese Aufnahmeöffnungen einzugreifen.
Das Batteriemodul umfasst gemäß einer Ausführungsform ein Gehäuse und eine Mehrzahl von in diesem Gehäuse angeordneten prismatischen Einzelzellen. Die Pole der prismatischen Einzelzellen sind alle in einem oberen Bereich des Gehäuses vorhanden. Das Gehäuse umfasst die Deckplatte, welche unmittelbar benachbart zu den Polen der Einzelzellen angeordnet ist. An einer den Polen der Einzelzellen abgewandten Seite der Deckplatte, auf deren Außenseite, befindet sich die Zwischenplatte, die mechanisch mit der Deckplatte gekoppelt ist. Ferner umfasst das Batteriemodul beispielsweise einen Deckel, der eine Oberseite des Gehäuses bildet. Dieser Deckel ist an einer der Deckplatte abgewandten Seite der Zwischenplatte angeordnet.
Die Verwendung der Hebevorrichtung zum Handhaben eines Batteriemoduls gemäß dieser Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, da die Hebevorrichtung mit ihren L-förmigen Greifhaken in die Zwischenplatte eingreift. Diese kann entsprechend ausgestaltet werden, so dass die Gewichtskraft der Einzelzellen über diese Zwischenplatte problemlos auf die Hebevorrichtung übertragen werden kann. Es ist insbesondere nicht erforderlich, dass der Deckel der Hebevorrichtung so stabil ausgeführt werden muss, dass dieser in der Lage wäre, die gleiche Funktion zu erfüllen.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein System, umfassend eine Hebevorrichtung und ein Batteriemodul, wobei die Hebevorrichtung zum Handhaben des Batteriemoduls einen Grundkörper und einen L-förmigen Greifhaken umfasst, der dazu eingerichtet ist, in eine Aufnahmeöffnung eines Gehäuses des Batteriemoduls einzugreifen, wobei dieses System dadurch fortgebildet ist, dass das Gehäuse des Batteriemoduls eine Deckplatte und eine auf einer Außenseite der Deckplatte angeordnete und mit der Deckplatte mechanisch gekoppelte Zwischenplatte umfasst, wobei in der Zwischenplatte zumindest zwei Aufnahmeöffnungen vorhanden sind, und wobei der Grundkörper der Hebevorrichtung um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist und die Hebevorrichtung zumindest zwei starre L-förmige Greifhaken umfasst, die jeweils einen ersten und einen zweiten Schenkel aufweisen, wobei die ersten Schenkel der L-förmigen Greifhaken jeweils starr mit dem Grundkörper verbunden sind und sich die zweiten Schenkel quer zu der Schwenkachse erstrecken, wobei, wenn die Hebevorrichtung und das Batteriemodul gekoppelt sind, die Greifhaken der Hebevorrichtung in die Aufnahmeöffnungen der Zwischenplatte eingreifen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das von dem System umfasste Batteriemodul so ausgestaltet, wie es in der oben im Kontext der Verwendung der Hebevorrichtung erwähnten Ausführungsform der Fall ist.
Das System ist sehr robust und zuverlässig, da die Hebevorrichtung keine beweglichen Teile aufweist und außerdem einfach und effizient mit dem Batteriemodul gekoppelt werden kann.
Der an der der Deckplatte abgewandten Seite der Zwischenplatte angeordnete Deckel, der eine Oberseite des Gehäuses bildet, umfasst bevorzugt Durchgriffsöffnungen, die im fertigen Montagezustand passend zu den Aufnahmeöffnungen in der Zwischenplatte angeordnet sind. Die Durchgriffsöffnungen sind geringfügig größer als die Aufnahmeöffnungen, in jedem Fall aber hinreichend groß, so dass die Greifhaken durch die Durchgriffsöffnungen hindurch in die Aufnahmeöffnungen der Zwischenplatte geführt werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Pole der Einzelzellen mit der Zwischenplatte und der Deckplatte mechanisch verbunden sind. Hierzu sind beispielsweise geeignete Befestigungselemente, ferner beispielsweise Schrauben, durch die Zwischenplatte und die Deckplatte hindurch bis in die Pole der Einzelzellen geschraubt. Die Einzelzellen hängen also an ihren Polen an der Zwischenplatte, was vorteilhaft eine Druckbelastung der Pole während des Transports verhindert.
Das System ist ferner insbesondere dadurch fortgebildet, dass die zumindest zwei in der Zwischenplatte des Batteriemoduls vorhandenen Aufnahmeöffnungen mit gleichem radialen Abstand um eine zentrale Achse herum angeordnet sind und die Greifhaken an einer Flachseite des Grundkörpers mit diesem verbunden und mit gleichem radialen Abstand zur Schwenkachse um die Schwenkachse herum angeordnet sind, wobei, wenn die Hebevorrichtung und das Batteriemodul gekoppelt sind, die Flachseite des Grundkörpers der Zwischenplatte des Batteriemoduls zugewandt ist und die zentrale Achse und die Schwenkachse zusammenfallen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das System dadurch fortgebildet, dass die Zwischenplatte des Batteriemoduls eine Zentrieröffnung umfasst, deren Mittelpunkt auf der zentralen Achse liegt und die Hebevorrichtung einen mit dem Grundkörper verbundenen Zentrierkörper umfasst, wobei eine Mittenlängsachse des Zentrierkörpers mit der Schwenkachse zusammenfällt und sich der Zentrierkörper, wenn die Hebevorrichtung und das Batteriemodul gekoppelt sind, in der Zentrieröffnung befindet.
Vorteilhaft kann bei einem solchen System die Hebevorrichtung mit dem Batteriemodul gekoppelt werden, indem lediglich drei Bewegungen durchgeführt werden. Zuerst werden die Mittellängsachse des Zentrierkörpers oder des Grundkörpers und die zentrale Achse der Aufnahmeöffnung so ausgerichtet, dass sie zusammenfallen.
Als nächstes wird die Hebevorrichtung an das Batteriemodul entlang dieser beiden nun koaxial zueinander liegenden Achsen angenähert und anschließend um die ebenfalls koaxial zu der Mittenlängsachse und der zentralen Achse liegenden Schwenkachse geschwenkt. Mit der letzten Bewegung werden die Hebevorrichtung und das Batteriemodul gegeneinander verriegelt. Die Hebevorrichtung kann also schnell und effizient mit dem Batteriemodul gekoppelt werden. Die Möglichkeit einer schnellen Kopplung und Entkopplung ist für die Produktion, beispielsweise einer Traktionsbatterie, sehr vorteilhaft.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das System dadurch fortgebildet, dass die Hebevorrichtung einen Sicherungsstift umfasst, der im eingezogenen Zustand innerhalb des Grundkörpers angeordnet ist und sich im ausgefahrenen Zustand aus einer Fläche des Grundkörpers heraus erstreckt, in welcher die Greifhaken mit dem Grundkörper verbunden sind, wobei, wenn die Hebevorrichtung und das Batteriemodul gekoppelt sind, der Sicherungsstift im ausgefahrenen Zustand in eine Aufnahmeöffnung der Zwischenplatte hineinragt und die Hebevorrichtung und das Batteriemodul drehfest gegeneinander verriegelt.
Vorteilhaft verhindert der Sicherungsstift, dass sich auch bei schnellen Drehbewegungen der Hebevorrichtung, bei denen sich aufgrund der großen Masse des Batteriemoduls und dessen Trägheit an der Verbindung zwischen der Hebevorrichtung und dem Batteriemodul Drehmomente ergeben, die Hebevorrichtung versehentlich von dem Batteriemodul entkoppelt. Dies verbessert die Arbeitssicherheit und erlaubt eine Erhöhung der Geschwindigkeit, mit der das Batteriemodul mithilfe der Hebevorrichtung gehandhabt werden kann.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Handhaben eines Batteriemoduls einer Traktionsbatterie eines Flurförderzeugs mit einer Hebevorrichtung, wobei die Hebevorrichtung einen Grundkörper und zumindest einen L-förmigen Greifhaken umfasst, der, um die Hebevorrichtung und das Batteriemodul zu koppeln, in eine Aufnahmeöffnung eines Gehäuses des Batteriemoduls eingreift, wobei dieses Verfahren dadurch fortgebildet ist, dass die Hebevorrichtung zumindest zwei starre L-förmige Greifhaken mit jeweils einem ersten und einem zweiten Schenkel umfasst, wobei die ersten Schenkel der L-förmigen Greifhaken jeweils starr mit dem Grundkörper verbunden sind und sich die zweiten Schenkel quer zu einer Schwenkachse erstrecken, wobei zum Koppeln der Hebevorrichtung mit dem Batteriemodul der Grundkörper der Hebevorrichtung um die Schwenkachse geschwenkt wird, so dass die L-förmigen Greifhaken in die Aufnahmeöffnungen des Batteriemoduls eingreifen.
Auf das Verfahren zum Handhaben treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits im Hinblick auf die Hebevorrichtung zum Handhaben des Batteriemoduls, deren Verwendung sowie das System umfassend die Hebevorrichtung und das Batteriemodul erwähnt wurden, so dass auf Wiederholungen verzichtet werden soll.
Das Verfahren ist vorteilhaft dadurch fortgebildet, dass die Hebevorrichtung einen mit dem Grundkörper verbundenen Zentrierkörper umfasst, wobei eine Mittenlängsachse des Zentrierkörpers mit der Schwenkachse zusammenfällt und wobei das Gehäuse des Batteriemoduls eine Zentrieröffnung umfasst, deren Mittelpunkt auf einer zentralen Achse liegt, wobei zum Koppeln der Hebevorrichtung mit dem Batteriemodul die Hebevorrichtung so verfahren wird, dass die Schwenkachse mit der zentralen Achse fluchtet, anschließend die L-förmigen Greifhaken in die Aufnahmeöffnungen des Batteriemoduls eingeführt werden und anschließend der Grundkörper der Hebevorrichtung um die Schwenkachse geschwenkt wird.
Ferner ist das Verfahren insbesondere dadurch fortgebildet, dass die Hebevorrichtung einen Sicherungsstift umfasst, der im eingezogenen Zustand innerhalb des Grundkörpers angeordnet ist und sich im ausgefahrenen Zustand aus einer Fläche des Grundkörpers heraus erstreckt, in welcher die Greifhaken mit dem Grundkörper verbunden sind, wobei die Hebevorrichtung und das Batteriemodul drehfest gegeneinander verriegelt werden, indem der Sicherungsstift vom eingezogenen Zustand in den ausgefahrenen Zustand verbracht wird, und der Sicherungsstift gemeinsam mit einem einzigen Greifhaken in ein und dieselbe Aufnahmeöffnung des Batteriemoduls eingreift.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

1 eine Hebevorrichtung in schematisch vereinfachter perspektivischer Darstellung mit Blick auf deren untere Stirnseite, an welcher drei L-förmige Greifhaken vorhanden sind,
2 eine weitere schematisch vereinfachte perspektivische Darstellung, welche die transparent dargestellte Hebevorrichtung in gekoppeltem Zustand auf einem Batteriemodul zeigt,
3 eine schematisch vereinfachte Draufsicht auf eine Zwischenplatte eines Batteriemoduls, welche drei Aufnahmeöffnungen und eine Zentrieröffnung umfasst,
4 bis 6 weitere schematisch vereinfachte perspektivische Darstellungen unterschiedlicher Stadien während eines Kopplungsvorgangs zwischen der Hebevorrichtung und dem Batteriemodul und
7 bis 10 weitere schematisch vereinfachte perspektivische Darstellungen, welche den Aufbau eines Batteriemoduls erläutern.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
1 zeigt in schematisch vereinfachter perspektivischer Darstellung eine Hebevorrichtung 2 zum Handhaben eines Batteriemoduls. Die Hebevorrichtung 2 umfasst einen Grundkörper 4, bei dem es sich beispielhaft um einen zylindrischen Grundkörper 4 handelt. An einer unteren Stirnseite 6 des Grundkörpers 4 sind L-förmige Greifhaken 8a, 8b, 8c vorhanden. Beispielhaft weist die Hebevorrichtung 2 drei Greifhaken 8a, 8b, 8c auf. Allgemein sollen die Greifhaken 8a, 8b, 8c auch mit Bezugszeichen 8 bezeichnet werden. Die Greifhaken 8 sind starr ausgeführt und weisen jeweils einen ersten Schenkel 10a, 10b, 10c und einen zweiten Schenkel 12a, 12b, 12c auf. Die ersten Schenkel 10a, 10b, 10c sollen allgemein mit Bezugszeichen 10, die zweiten Schenkel 12a, 12b, 12c allgemein mit Bezugszeichen 12 bezeichnet werden. Die ersten Schenkel 10 der Greifhaken 8 sind starr mit dem Grundkörper 4 verbunden. Es handelt sich um starre L-förmige Greifhaken 8, dementsprechend ist der zweite Schenkel 12 der Greifhaken 8 starr mit dem ersten Schenkel 10 verbunden. Beispielsweise sind der Grundkörper 4 und die Greifhaken 8 einteilig hergestellt, beispielsweise aus einem Bauteil gefräst. Es ist ebenso vorgesehen, dass die starren Greifhaken 8 fest mit dem Grundkörper 4 verbunden sind.
Die zweiten Schenkel 12 der Greifhaken 8 erstrecken sich in Umfangsrichtung des Grundkörpers 4. Es handelt sich um gebogene Bauteile, deren äußere Kanten jeweils auf einem Kreis liegen, der den gleichen Radius aufweist, wie der zylindrische Grundkörper 4. Die Außenseiten der Greifhaken 8 fluchten mit einer Zylindermantelfläche des Grundkörpers 4.
Die Greifhaken 8 sind symmetrisch um eine Schwenkachse A herum angeordnet. Da es sich beispielhaft um drei Greifhaken 8a, 8b, 8c handelt, sind diese im Abstand von 120° um die Schwenkachse A herum angeordnet. Die zweiten Schenkel 12 der Greifhaken 8 erstrecken sich in einer Ebene, die senkrecht zu der Schwenkachse A orientiert ist. Die Hebevorrichtung 2 umfasst beispielsweise eine nicht dargestellte Antriebseinheit, die dazu eingerichtet ist, den Grundkörper 4 um die Schwenkachse A zu schwenken oder zu rotieren. Eine solche Schwenkbewegung ist erforderlich, um die Hebevorrichtung 2 mit einem Batteriemodul zu koppeln, sie wird später im Detail erläutert. Die Greifhaken 8 sind mit gleichem radialem Abstand zu der Schwenkachse A um diese herum angeordnet. Alternativ zu einer Antriebseinheit, mit der der Grundkörper 4 um die Schwenkachse A herum schwenkbar ist, umfasst die Hebevorrichtung 2 eine Aufnahme mit einem Drehlager, so dass der Grundkörper 4 oder ein damit verbundenes Bauteil manuell um die Schwenkachse A gedreht oder geschwenkt werden kann. Dies erlaubt eine manuelle Verriegelung der Hebevorrichtung 2 mit dem Batteriemodul.
Die Hebevorrichtung 2 umfasst ferner einen Zentrierkörper 14, der mit dem Grundkörper 4 verbunden ist. Eine Mittenlängsachse des Zentrierkörpers 14 fällt mit der Schwenkachse A zusammen. Der Zentrierkörper 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein zylindrischer Stift, der kollinear mit der Schwenkachse A angeordnet ist. Um das Einführen des Zentrierkörpers 14 in eine zugehörige Zentrieröffnung zu erleichtern, ist der Zentrierkörper 14 zwischen Stirnseite und Mantelfläche mit einer umlaufenden Fase versehen. Der Zentrierkörper 14 ist ferner beispielsweise federbelastet ausgeführt, d.h. er ist in Richtung der Schwenkachse A verschiebbar gelagert. So kann eine Beschädigung der Batterieeinheit verhindert werden, falls der Zentrierkörper 14 die zugehörige Zentrieröffnung beim Kopplungsvorgang nicht exakt treffen sollte.
Die Hebevorrichtung 2 umfasst ferner einen Sicherungsstift 16, der im eingezogenen Zustand beispielsweise vollständig innerhalb des Grundkörpers 4 angeordnet ist und sich im dargestellten ausgefahrenen Zustand aus der Stirnseite 6 des Grundkörpers 4 heraus erstreckt. Der Sicherungsstift 16 ist mit einem Handbetätigungselement 18 verstellbar. Er wird in einer Richtung parallel zu der Schwenkachse A wahlweise in der Stirnseite 6 des Grundkörpers 4 versenkt oder, wie dargestellt, aus dieser Stirnseite 6 herausgefahren. Der Sicherungsstift 16 dient der drehfesten Verriegelung zwischen der Hebevorrichtung 2 und dem Batteriemodul. Seine Funktion wird weiter unten im Detail erläutert
2 zeigt eine weitere schematisch vereinfachte perspektivische Darstellung, in welcher die transparent dargestellte Hebevorrichtung 2 auf einem Batteriemodul 20 montiert ist. Der Aufbau des Batteriemoduls 20 wird zum späteren Zeitpunkt detaillierter erläutert. Sichtbar ist dessen Zwischenplatte 22, die Teil eines Gehäuses des Batteriemoduls 20 ist, und in welcher sich Aufnahmeöffnungen 24 befinden, in die die nicht dargestellten Greifhaken 8 der Hebevorrichtung 2 eingreifen. Die Zwischenplatte 22 umfasst ferner eine Zentrieröffnung 26, in die der Zentrierkörper 14 der Hebevorrichtung 2 eingreift. Der Sicherungsstift 16 greift in eine der Aufnahmeöffnungen 24 ein. Der in dieselbe Aufnahmeöffnung 24 eingreifende (nicht dargestellte) Greifhaken 8 liegt mit einer Innenseite des ersten Schenkels (welche in einer Richtung des zweiten Schenkels 12 des zugehörigen Greifhakens weist) an einer kurzen Seitenkante der Aufnahmeöffnung 24 an. Der Sicherungsstift 16 liegt an der gegenüberliegenden kurzen Seitenkante ein und derselben Aufnahmeöffnung 24 an. So ist es möglich, die Hebevorrichtung 2 drehfest gegenüber der Zwischenplatte 22 des Batteriemoduls 20 und somit gegenüber dem Batteriemodul 20 als Ganzem zu verriegeln. Zum Entriegeln wird der Sicherungsstift 16 mithilfe des Betätigungselements 18 in eine Richtung parallel zu der Schwenkachse A nach oben bewegt, so dass das in 2 unten liegende Ende des Sicherungsstifts 16 aus der Aufnahmeöffnung 24 heraus tritt. Anschließend ist es möglich, den Grundkörper 4 der Hebevorrichtung 2 durch ein Verschwenken um die Schwenkachse A zu entriegeln und durch eine Bewegung parallel zu der Schwenkachse A von dem Batteriemodul 20 zu trennen.
3 zeigt eine schematisch vereinfachte Detailaufsicht auf die Zwischenplatte 22. Die Zwischenplatte 22 umfasst drei Aufnahmeöffnungen 24a, 24b, 24c, die allgemein auch mit Bezugszeichen 24 bezeichnet werden, und in die die zugehörigen Greifhaken 8a, 8b, 8c der Hebevorrichtung 2 eingreifen. Die Aufnahmeöffnungen 24 sind beispielsweise formkomplementär zu den zweiten Schenkeln 12 der zugehörigen Greifhaken 8 ausgestaltet, so dass es möglich ist, mit einer Bewegung entlang der Schwenkachse A die zweiten Schenkel 12 der Greifhaken 8 durch die Aufnahmeöffnungen 24 hindurchzuführen. Diesen Vorgang erleichtert der Zentrierkörper 14, der von der Zentrieröffnung 26 aufgenommen wird.
Die Hebevorrichtung 2 wird beispielsweise zum Handhaben eines Batteriemoduls 20 während der Montage einer Traktionsbatterie eines Flurförderzeugs eingesetzt. Das Batteriemodul 20 und die Hebevorrichtung 2 bilden ein System, welches die Hebevorrichtung 2 und das Batteriemodul 20 umfasst.
Die 4, 5 und 6 zeigen weitere schematisch vereinfachte perspektivische Darstellungen eines solchen Systems aus einer Hebevorrichtung 2 und einem Batteriemodul 20, wobei verschiedene Stadien während eines Kopplungsvorgangs zwischen der Hebevorrichtung 2 und dem Batteriemodul 20 gezeigt sind.
In 4 ist dargestellt, wie die Hebevorrichtung 2 zu dem Batteriemodul 20 hingeführt wird. Zunächst wird eine Mittenlängsachse des Zentrierkörpers 14, die mit der Schwenkachse A zusammenfällt, in Übereinstimmung mit einer zentralen Achse Z gebracht. Die zentrale Achse Z verläuft mittig durch die Zentrieröffnung 26 und steht senkrecht auf einer Oberfläche des Batteriemoduls 20. Die zentrale Achse Z steht ebenso senkrecht auf einer Oberfläche der Zwischenplatte 22, in welcher sich die Aufnahmeöffnungen 24 befinden. Das in 4 dargestellte Batteriemodul 20 umfasst außerdem einen teiltransparent dargestellten Deckel 28, welcher mit Durchgriffsöffnungen 30 versehen ist, so dass die Greifhaken 8 der Hebevorrichtung 2 durch diese Durchgriffsöffnungen 30 und dem Deckel 28 hindurch in die Aufnahmeöffnung 24 der Zwischenplatte 22 eingreifen können.
5 zeigt in einer weiteren schematisch vereinfachten perspektivischen Darstellung das System aus Hebevorrichtung 2 und Batteriemodul 20, wobei die Hebevorrichtung 2 nun an das Batteriemodul angenähert ist, so dass die Stirnseite 6 des Grundkörpers 4 auf einer Oberseite des Deckels 28 aufsetzt. Die Greifhaken 8 erstrecken sich nun durch die Aufnahmeöffnungen 24 der Zwischenplatte 22 hindurch. Um die Hebevorrichtung 2 gegenüber dem Batteriemodul 20 zu verriegeln, wird dieses um seine Schwenkachse A geschwenkt.
Diese Situation zeigt die weitere schematisch vereinfachte perspektivische Darstellung in 6. Einziger Unterschied zwischen 5 und 6 ist, dass die Hebevorrichtung 2 um die Schwenkachse A geschwenkt wurde. Die Hebevorrichtung 2 ist nach dem Schwenkvorgang in der Lage, das Batteriemodul 20 anzuheben. Um das Batteriemodul 20 und die Hebevorrichtung 2 drehfest gegeneinander zu verriegeln, wird der zuvor beschriebene Sicherungsstift 16 mithilfe des Handbetätigungselements 18 nach unten gefahren, so dass dieser gemeinsam mit einem der Greifhaken 8 in ein und dieselbe Aufnahmeöffnung 24 eingreift. Diese Situation ist bereits im Zusammenhang mit 2 beschrieben worden.
In 7 und 8 sind weitere schematisch vereinfachte perspektivische Darstellungen gezeigt, anhand derer der Aufbau des Batteriemoduls 20 erläutert wird. Das Batteriemodul 20 umfasst eine Mehrzahl von prismatischen Einzelzellen 32, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich einige mit Bezugszeichen versehen sind. Die Einzelzellen 32 sind so angeordnet, dass ihre Pole 34, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich einige mit Bezugszeichen versehen sind, alle in dieselbe Richtung weisen. Die Pole 34 der Einzelzellen 32 liegen alle in einem oberen Bereich des Batteriemoduls 20.
7 zeigt das Batteriemodul 20 in einem teilmontierten Zustand. Seitlich der Einzelzellen 32 sind Zelleinfassungen 36 vorhanden, von denen lediglich eine sichtbar ist und welche die Seitenwände des Batteriemoduls 20 bildet. Die Einzelzellen 32 einschließlich der seitlichen Zelleinfassungen und einer zwischen den Einzelzellen 32 zentral liegenden mittleren Zelleinfassung werden in einem U-förmigen Gehäuse angeordnet, dessen Boden in 7 nicht sichtbar ist und dessen Schenkel die Seitenwände 38 des Gehäuses bilden. Die Seitenwände 38 des U-förmigen Gehäuses weisen in ihrem oberen Bereich jeweils ein L-Profil auf, welches zur Aufnahme einer Deckplatte dient.
8 zeigt in schematisch vereinfachter perspektivischer Ansicht das Batteriemodul 20 mit montierter Deckplatte 40. Auf einer den Polen 34 der Einzelzellen 32 abgewandten Seite der Deckplatte 40 wird in einem weiteren Montageschritt, den 9 zeigt, die Zwischenplatte 22 montiert. Die Zwischenplatte 22 umfasst die Aufnahmeöffnungen 24, in die die Greifhaken 8 der Hebevorrichtung 2 eingreifen. Außerdem umfasst die Zwischenplatte 22 die Zentrieröffnung 26.
Die Zwischenplatte 22 wird mittels Verbindungselementen 42 mit der Deckplatte 40 und den Einzelzellen 32 verbunden. Als Verbindungselemente 42 sind beispielhaft Schrauben vorgesehen. 10 zeigt das Batteriemodul 20 mit aufgesetzter Zwischenplatte 22 und denen zur Verbindung vorgesehenen Verbindungselementen 42. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Verbindungselemente 42 durch in der Zwischenplatte 22 vorhandene Öffnungen 24 hindurchgeführt. Auch die Deckplatte 40 weist entsprechende Öffnungen 44 auf, so dass die Verbindungselemente 42 direkt in ein in den Polen 34 der Einzelzellen 32 vorhandenes Innengewinde eingeschraubt werden können.
Indem das Batteriemodul 20 an der Zwischenplatte 22, durch Eingriff der Greifhaken 8 der Hebevorrichtung 2 in die Aufnahmeöffnungen 24 angehoben wird, ist es möglich, das Gewicht der Einzelzellen 32 über die Zwischenplatte 22 direkt mittels der Hebevorrichtung 2 aufzunehmen. Die das wesentliche Gewicht des Batteriemoduls 20 ausmachenden Einzelzellen 32 werden an ihren Polen 34 angehoben. Somit ist es vorteilhaft nicht erforderlich, dass beispielsweise der Deckel 28 und das U-förmige Gehäuse des Batteriemoduls 20 so stabil ausgeführt werden müssen, dass diese das Gewicht der Einzelzellen 32 des Batteriemoduls 20 tragen. Dies ermöglicht unter anderem eine werkzeuglose Montage des Deckels 28.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
Bezugszeichenliste

2: Hebevorrichtung
4: Grundkörper
6: Stirnseite
8, 8a, 8b, 8c: Greifhaken
10, 10a, 10b, 10c: erster Schenkel
12, 12a, 12b, 12c: zweiter Schenkel
14: Zentrierkörper
16: Sicherungsstift
18: Handbetätigungselement
20: Batteriemodul
22: Zwischenplatte
24, 24a, 24b, 24c: Aufnahmeöffnungen
26: Zentrieröffnung
28: Deckel
30: Durchgriffsöffnung
32: Einzelzelle
34: Pol
36: Zelleinfassung
38: Seitenwand
40: Deckplatte
42: Verbindungselement
44: Öffnungen
A: Schwenkachse
Z: zentrale Achse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016107088 A1 [0003]
DE 102015011859 A1 [0003]

Claims

Hebevorrichtung (2) zum Handhaben eines Batteriemoduls (20), umfassend einen Grundkörper (4) und einen L-förmigen Greifhaken (8), der dazu eingerichtet ist, in eine Aufnahmeöffnung (24) eines Gehäuses des Batteriemoduls (20) einzugreifen, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (4) um eine Schwenkachse (A) schwenkbar gelagert ist und zumindest zwei starre L-förmige Greifhaken (8) umfasst sind, die jeweils einen ersten und einen zweiten Schenkel (10, 12) aufweisen, wobei die ersten Schenkel (10) der L-förmigen Greifhaken (8) jeweils starr mit dem Grundkörper (4) verbunden sind und sich die zweiten Schenkel (12) quer zu der Schwenkachse (A) erstrecken.
Hebevorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifhaken (8) an einer Flachseite des Grundkörpers (4) mit diesem verbunden sind und insbesondere mit gleichem radialen Abstand zur Schwenkachse (A) um die Schwenkachse (A) herum angeordnet sind.
Hebevorrichtung (2) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Zentrierkörper (14), der mit dem Grundkörper (4) verbunden ist, wobei eine Mittenlängsachse des Zentrierkörpers (4) mit der Schwenkachse (A) zusammenfällt.
Hebevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Sicherungsstift (16), der im eingezogenen Zustand innerhalb des Grundkörpers (4) angeordnet ist und sich im ausgefahrenen Zustand aus einer Fläche des Grundkörpers (4) heraus erstreckt, in welcher die Greifhaken (8) mit dem Grundkörper (4) verbunden sind.
Verwendung einer Hebevorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum Handhaben eines Batteriemoduls (20) einer Traktionsbatterie eines Flurförderzeugs, wobei ein Gehäuse des Batteriemoduls (20) eine Deckplatte (40) und eine auf einer Außenseite der Deckplatte (40) angeordnete und mit der Deckplatte (40) mechanisch gekoppelte Zwischenplatte (22) umfasst, wobei in der Zwischenplatte (22) zumindest zwei Aufnahmeöffnungen (24) vorhanden sind, und die L-förmigen Greifhaken (8) der Hebevorrichtung (2) dazu vorgesehen sind, in diese Aufnahmeöffnungen (24) einzugreifen.
System, umfassend eine Hebevorrichtung (2) und ein Batteriemodul (20), wobei die Hebevorrichtung (2) zum Handhaben des Batteriemoduls (20) einen Grundkörper (4) und einen L-förmigen Greifhaken (8) umfasst, der dazu eingerichtet ist, in eine Aufnahmeöffnung (24) eines Gehäuses des Batteriemoduls (20) einzugreifen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des Batteriemoduls (20) eine Deckplatte (40) und eine auf einer Außenseite der Deckplatte (40) angeordnete und mit der Deckplatte (40) mechanisch gekoppelte Zwischenplatte (22) umfasst, wobei in der Zwischenplatte (22) zumindest zwei Aufnahmeöffnungen (24) vorhanden sind, und wobei der Grundkörper (4) der Hebevorrichtung (2) um eine Schwenkachse (A) schwenkbar gelagert ist und die Hebevorrichtung (2) zumindest zwei starre L-förmige Greifhaken (8) umfasst, die jeweils einen ersten und einen zweiten Schenkel (10, 12) aufweisen, wobei die ersten Schenkel (10) der L-förmigen Greifhaken (8) jeweils starr mit dem Grundkörper (4) verbunden sind und sich die zweiten Schenkel (12) quer zu der Schwenkachse (A) erstrecken, wobei, wenn die Hebevorrichtung (2) und das Batteriemodul (20) gekoppelt sind, die Greifhaken (8) der Hebevorrichtung (2) in die Aufnahmeöffnungen (24) der Zwischenplatte (22) eingreifen.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei in der Zwischenplatte (22) des Batteriemoduls (20) vorhandenen Aufnahmeöffnungen (24) mit gleichem radialen Abstand um eine zentrale Achse (Z) herum angeordnet sind und die Greifhaken (8) an einer Flachseite des Grundkörpers (4) mit diesem verbunden und mit gleichem radialen Abstand zur Schwenkachse (A) um die Schwenkachse (A) herum angeordnet sind, wobei, wenn die Hebevorrichtung (2) und das Batteriemodul (20) gekoppelt sind, die Flachseite des Grundkörpers (4) der Zwischenplatte (22) des Batteriemoduls (20) zugewandt ist und die zentrale Achse (Z) und die Schwenkachse (A) zusammenfallen.
System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (22) des Batteriemoduls (20) eine Zentrieröffnung (26) umfasst, deren Mittelpunkt auf der zentralen Achse (Z) liegt und die Hebevorrichtung (2) einen mit dem Grundkörper (4) verbundenen Zentrierkörper (14) umfasst, wobei eine Mittenlängsachse des Zentrierkörpers (14) mit der Schwenkachse (A) zusammenfällt und sich der Zentrierkörper (14), wenn die Hebevorrichtung (2) und das Batteriemodul (20) gekoppelt sind, in der Zentrieröffnung (26) befindet.
System nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebevorrichtung (2) einen Sicherungsstift (16) umfasst, der im eingezogenen Zustand innerhalb des Grundkörpers (4) angeordnet ist und sich im ausgefahrenen Zustand aus einer Fläche des Grundkörpers (4) heraus erstreckt, in welcher die Greifhaken (8) mit dem Grundkörper (4) verbunden sind, wobei, wenn die Hebevorrichtung (2) und das Batteriemodul (20) gekoppelt sind, der Sicherungsstift (16) im ausgefahrenen Zustand in eine Aufnahmeöffnung (24) der Zwischenplatte (22) hineinragt und die Hebevorrichtung (2) und das Batteriemodul (20) drehfest gegeneinander verriegelt.
Verfahren zum Handhaben eines Batteriemoduls (20) einer Traktionsbatterie eines Flurförderzeugs mit einer Hebevorrichtung (2), wobei die Hebevorrichtung (2) einen Grundkörper (4) und zumindest einen L-förmigen Greifhaken (8) umfasst, der, um die Hebevorrichtung (2) und das Batteriemodul (20) zu koppeln, in eine Aufnahmeöffnung (24) eines Gehäuses des Batteriemoduls (20) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebevorrichtung (2) zumindest zwei starre L-förmige Greifhaken (8) mit jeweils einem ersten und einem zweiten Schenkel (10, 12) umfasst, wobei die ersten Schenkel (10) der L-förmigen Greifhaken (8) jeweils starr mit dem Grundkörper (4) verbunden sind und sich die zweiten Schenkel (12) quer zu einer Schwenkachse (A) erstrecken, wobei zum Koppeln der Hebevorrichtung (2) mit dem Batteriemodul (20) der Grundkörper (4) der Hebevorrichtung (2) um die Schwenkachse (A) geschwenkt wird, so dass die L-förmigen Greifhaken (8) in die Aufnahmeöffnungen (24) des Batteriemoduls (20) eingreifen.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebevorrichtung (2) einen mit dem Grundkörper (4) verbundenen Zentrierkörper (14) umfasst, wobei eine Mittenlängsachse des Zentrierkörpers (14) mit der Schwenkachse (A) zusammenfällt und wobei das Gehäuse des Batteriemoduls (20) eine Zentrieröffnung (26) umfasst, deren Mittelpunkt auf einer zentralen Achse (Z) liegt, wobei zum Koppeln der Hebevorrichtung (2) mit dem Batteriemodul (20) die Hebevorrichtung (2) so verfahren wird, dass die Schwenkachse (A) mit der zentralen Achse (Z) fluchtet, anschließend die L-förmigen Greifhaken (8) in die Aufnahmeöffnungen (24) des Batteriemoduls (20) eingeführt werden und anschließend der Grundkörper (4) der Hebevorrichtung (2) um die Schwenkachse (A) geschwenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebevorrichtung (2) einen Sicherungsstift (16) umfasst, der im eingezogenen Zustand innerhalb des Grundkörpers (4) angeordnet ist und sich im ausgefahrenen Zustand aus einer Fläche des Grundkörpers (4) heraus erstreckt, in welcher die Greifhaken (8) mit dem Grundkörper (4) verbunden sind, wobei die Hebevorrichtung (2) und das Batteriemodul (20) drehfest gegeneinander verriegelt werden, indem der Sicherungsstift (16) vom eingezogenen Zustand in den ausgefahrenen Zustand verbracht wird, und der Sicherungsstift (16) gemeinsam mit einem einzigen Greifhaken (8) in ein und dieselbe Aufnahmeöffnung (24) des Batteriemoduls (20) eingreift.