DE2238671C3 - Vorrichtung zum Ausrichten und Arretieren von Fahrzeugen an Batteriewechselstationen - Google Patents

Description

Es ist bekannt in Vorrichtungen der im Oberbegriff des Hauptanspruchs aufgeführten Gattung unter dem batteriegetriebenen Fahrzeug Hubstempel anzuordnen, welche die Aufgabe haben, das Fahrzeug in die geeignete Höhe für ein Überschieben der Batterie vom Fahrzeug auf eine feste Plattform bzw. umgekehrt anzuheben. Dabei drücken die Hubstempel auf der der Plattform zu liegenden Seite des Fahrzeuges von unten gegen an der Plattform angelenkte, in einer Vertikalebene schwenkbare Hebel und diese gegen die Unterseite des Fahrzeuges, wobei in der Oberseite der Hebel vorgesehene Einkerbungen an der Unterseite des Fahrzeuges befestigte Rahmenteile umfassea Auf diese Weise wird das Fahrzeug angehoben und gleichzeitig in Fahrtrichtung verriegelt (DTPS 125 145). Diese Einrichtung ist jedoch nur für solche Fahrzeuge geeignet, die zum Batteriewechsel senkrecht auf die Wechselstation zufahren, aber nicht für einen an der Wechselstation entlang fahrenden Verkehr. Dies trifft im wesentlichen auch für eine weitere bekannte Einrichtung zu. die trichterförmig sich öffnende Leitschienen zum genauen Hinleiten des Fahrzeuges an die Wechselstelle aufweist (DT-PS 122 468). Diese Einrichtung paßt nur für einen einzigen Fahrzeugtyp und ist insbesondere beim Busbetrieb mit im Anhänger mitgeführter Batterie nicht verwendbar. Außerdem würden die Leitschienen bei am Straßenrand angeordneter Wechselstation den übrigen Verkehr stark behindera

Auch eine weiterhin bekannte Vorrichtung zum Ankuppeln eines Batterietransportwagens an die im Fahrgestell eines batteriegetriebenen Fahrzeuges vorgesehenen Batterieführungen mit Zentrierorganen an den Enden der Führungen und einer Vorrichtung zwischen beiden Fahrzeugen (DT-Gbm 7 148 395) ist nur für senkrecht auf den Transportwagen zufahrende Fahrzeuge geeignet und gestattet keine Automatisierung. Es ist ferner eine Einrichtung bekannt bei welcher das batteriegetriebene Straßenfahrzeug längsseits eines auf Schienen fahrenden Transportfahrzeuges hält und die Batterie über eine von diesem herabklappbare Rampe mittels einer Seilwinde von dem Transportfahrzeug gezogen wird (CH-PS 209 790). Das Straßenfahrzeug muß außerordentlich genau neben dem Transportfahrzeug positioniert werden. In einer weiteren bekannten Wechselstation mit zwei endlosen Ladepalettenförderern, zwischen welche das batteriegetriebene Fahrzeug fährt (DT-AS 2 114962), dient zur vertikalen Ausrichtung des Fahrzeuges eine Hebebühne, während das horizontale Ausrichten dem Geschick des Fahrers überlassen bleibt Mit den aufgezeigten Mitteln ist auch hier keine Automatisierung möglich.

Alle bekannten Einrichtungen sind ungeeignet, die

Fahrzeuge schnell und exakt in die für einen raschen Wechsel der sehr schweren Batterie passende Stellung ji bringen und dort zu arretieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff angegebener. Gattung zu schaffen, welche in möglichst schneller Folge ein rasches und schonendes Wechseln der Batterien ermöglicht und bei denen die Fahrbahnteile neben der Statfon, auf dem die Fahrzeuge beim Wechsej halten und arretiert werden, bei Nichtbenutzung der Station keinerlei Hindernisse für den übrigen rollenden Verkehr bilden. Außerdem soll die Vorrichtung für Fahrzeuge unterschiedlicher Breife benutzbar sein und eine mögficbst weitgehende Automatisierung des Wechselvorganges ermöglichen.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs aufgeführten Gattung durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, wobei vorzugsweise an den Schwenkarmen mit entsprechenden an den Anschlägen befestigten Teilen zusammenwirkende vertikal zentrierende Vorrichtungen angeordnet sind. Zweckmäßigerweise dient als motorischer Antrieb der Schwenkarme ein hydraulischer Kolbenantrieb. Durch den bei Betätigung der Schwenkarme gleichzeitigen Ablauf der verschiedenen Funktionen ergibt sich eine gegenüber den bekannten derartigen Einrichtungen wesentlich kürzere Zeit für die justierung und Arretierung des Fahrzeuges beim Wechsel der Batterie. Die Fahrbahn neben der Station bleibt völlig frei von zusätzlichen Einbauten und kann bei Nichtbenutzung der Anlage von allen anderen Straßenfahrzeugen unbehindert passiert werden. Die Einrichtung erlaubt relativ große Toleranzen, innerhalb welcher das Fahrzeug an der Station halten kann, und zwar bei einem System, in welchem die Batterie beim Wechsel Seitlich aus dem Fahrzeug herausgezogen wird, insbesondere in Fahrtrichtung. Die Schwenkarme sind dann in der Lage, das Fahrzeug in oder gegen die Fahrtrichtung innerhalb gewisser Grenzen zu verschieben, bis es den für den Wechsel geeigneten genauen Standort eingenommen hat. Es ist beispielsweise ohne weiteres möglich, eine Toleranz von ± 10 cm zuzulassen, deren I -!haltung für einen einigermaßen geübten Busfahrer kein Problem darstellt.

In vorteilhafter Weise können als Schwenkarme auf der Ladeseite um vertikale Achsen ver,chwenkbare Türen zum Abschließen des Lagerraumes dienen.

Durch die weitere sehr vorteilhafte Ausbildung der Erfindung gemäß Unteranspruch 5 wird ein genaues Einrichten der Fahrzeug-Ladeflächen in vertikaler Richtung ermöglicht. Die Toleranzen in vertikaler Richtung bestimmen sich durch Unterschiede in der Höhenlage bei alten und neuen Reifen, durch unterschiedliche zulässige Reifendrücke sowie durch Bautoleranzen. .

Da der gesamte Wechselvorgang möglichst weitgehend automatisch erfolgen soll, muß sichergestellt sein, daß die Arretierung des Fahrzeuges gegenüber der Wechselstation einwandfrei durchgeführt ist, bevor der eigentliche Wechselvorgang eingeleitet wird, d. h. bevor die Batterie von der Greifeinrichtung erfaßt und von der Ladefläche des Fahrzeuges herunter auf eine Lagerfläche der Wechselstation gezogen wird. Zu diesem Zweck sind in sehr zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung die Schwenkarme als Steuerfühler ausgebildet, welche den Beginn oder die Fortführung des Wechselvorganges auslösen.
In sehr vorteilhafter Weise kann hierfür beispielsweise am freien Ende des Schwenkarmes ein sich tangential zum Schwenkkreis in Ausschwenknchtung erstrekkender und die Führungsnase durchdringender Bolzen axial federnd nachgiebig gelagert sein, dessen dem fahrzeugseitigen Anschlag zugekehrtes Ende in eine am Boden desselben angeordnete Bohrung einbringbar ist, und der durch seine axiale Verschiebung zum Steuern des Batteriewechselvorganges angeordnete Endschalter betätigt Eine solche erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht es, den Stromkreis für den Antrieb der Batterieverschiebeeinrichtung erst dann zu schließen, wenn die Bolzen der Schwenkarme in die zugeordnete Bohrung eingerastet sind und dadurch einen Endschalter betätigt haben.

Der jeweilige erforderliche Abstand des Fahrzeuges von der Station kann sich ebenfalls innerhalb einer relativ großen Toleranz bewegen, wenn die Erfindung in sehr vorteilhafter Weiterbildung Merkmale gemäß Anspruch 8 aufweist. Durch die nebeneinander angeordneten Bohrungen läßt sich eine sehr große Bandbreite des noch zulässigen Abstandes überbrücken, innerhalb welcher ein Busfahrer neben der Station zum Stehen kommen muß, so daß auch in dieser Hinsicht an ihn keine besonders hohen Anforderungen zu stellen sind, was sich wiederum auf den zeitlichen Ablauf günstig auswirkt

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Darin ist

F i g. 1 schematisch ein Seitenriß einer Batteriewechselstation,

F i g. 2 schematisch ein Schnitt entlang der Linie Il-Il

der F i g. 1,

F i g. 3 vergrößert ein Schnitt entlang der Linie IU-III der F i g. 1 und

F i g. 4 vergrößert ein Schnitt entlang der Linie lV-lVderFig.3.

Die Wechselstation weist ein Hubgestell 5 mit drei Lagerflächen 6, 7 und 8 für die Batterien 9 auf. Das Hubgestell 5 wird über vertikale Spindeln 10 bewegt, die durch einen Elektromotor 11 über Umlenkgetriebe 12 und Wellen 13 angetrieben werden. Zum Verschieben der Batterien 9 von der jeweils in Ladeposition befindlichen Lagerfläche — in dem dargestellten Beispiel von der mittleren Lagerfläche 7 — auf eine Ladefläche 14 eines Fahrzeuges 15 dient eine auf einer Warteschiene 16 angeordnete motorisch auf einer fest angeordneten Zahnstange 17 bewegbare Verschiebeeinrichtung 18. Das Hubgestell 5 ist innerhalb eines festen Gehäuses angeordnet, das in der F i g. 1 und 2 durch die Rahmenteile 19 angedeutet ist.

Wie am besten aus F i g. 2 zu erkennen, sind an einem dem Fahrzeug 15 zugewandten Querträger des festen Rahmens 19 zwei Schwenkarme 21 und 22 je um eine senkrechte Achse schwenkbar bei 23 bzw. angelenkt. Diese Schwenkarme 21 und 22 können je durch einen hydraulischen Kolbentrieb 25 aus der in F i g. 2 strichpunktiert dargestellten Ruhestellung in die hierzu annähernd senkrechte Verriegelungsstellung gebracht werden. Wenn das Fahrzeug in Fahrtrichtung nicht genau vor dem Hubgestell 5 stehenbleibt, wird es ciurch diese Schwenkbewegung in die zum Batteriewechsei erforderliche genaue Lage geschoben.

Die Ausbildung der Schwenkarme 21 und 22, insbesondere in dem Bereich ihres Zusammenwirkens mit dem Fahrzeug 15, ist im vergrößerten Maßstab an Hand der F i g. 3 und 4 erläutert.

Der hier dargestellte Schwenkarm 21 weist an seinem freien Ende eine angeschweißte Nase 26 auf, die in

vertikaler Richtung konisch ausgebildet ist und in eine entsprechend ausgebildete, von den Schenkeln 27 eines als Anschlag dienenden Profilstückes 28 gebildete Ausnehmung paßt. Das Profilstück 28 ist am Rahmen 29 des Fahrzeuges 15 befestigt und trägt auf seiner Innenseite eine Leiste 30 mit einer Reihe nebeneinanderliegender konischer Bohrungen 31. Die Bohrungen 31 dienen zur Aufnahme eines entsprechend konischen und vorn abgerundeten Kopfes 32 eines am freien Ende des Schwenkarmes 21 verschiebbar gelagerten und die Nase 26 durchdringenden Bolzens 33. Tellerfedern 34 stützen sich zwischen einer am Schwenkarm 21 befestigten Lasche 21' und einem Bund 35 am Bolzen 33 ab. Am hinteren Ende des Bolzens 33 ist ein Mitnehmer 36 befestigt, der sowohl auf einen am Schwenkarm befestigten Endschalter 37 als auch mit einem abgebogenen Teil über einen Winkelhebel 38 auf einen zweiten Endschalter 39 einwirken kann. In Ruhestellung des Schwenkarmes 2t, d.h. wenn er nicht mit dem Fahrzeug 15 verriegelt ist, liegt der Bolzen 33 auf Grund der Kraft der Tellerfedern 34 an dem Bund 35 am inneren Teil der Nase 26 an. Dabei wirkt der Mitnehmer 36 auf den Endschalter 37 ein, der so in dem Stromkreis der Wechseleinrichtung liegt, daß in dieser Stellung dieser Stromkreis unterbrochen ist.

Wird der Schwenkarm 21 ausgeschwenkt, dann besteht die Möglichkeit, daß der Bolzen 33 in eine der Bohrungen 3t einrastet Dabei wird er durch die Schwenkarmbewegung um ein kleines Stück axial verschoben, wodurch der Endschalter 37 für die Einleitung des Batteriewechselprozesses eingeschaltet wird. Dieser Wechselprozeß beginnt, sobald die entsprechenden Endschalter beider Schwenkarme 21 und 22 betätigt sind. Wenn der Bolzenkopf 32 beim Ausschwenken der Arme zwischen zwei Bohrungen gelangt, d. h. nicht in die Bohrungen 31 einrastet, dann wird er durch die Schwenkarmbewegung so weit zurückgeschoben, daß auch noch der Endschalter 39 betätigt wird. Hierdurch wird allein der Befehl für die Verschiebeeinrichtung 18 ausgelöst, sich auf die Batterie zuzubewegen. Dabei stößt sie gegen die Batterie und versetzt dadurch dem Fahrzeug einen seitlichen Stoß, durch welchen es seitlich leicht verschoben wird, so daß der Bolzen, in die nächstfolgende Bohrung einrasten kann. Der Wechselvorgang kann dann automatisch fortgesetzt werden. Kommt der Bolzen auch noch nicht nach diesem Stoß zum Einrasten, so wird der ganze Wechselvorgang abgebrochen.

Bei dem Einfahren der konisch ausgebildeten Nase 26 zwischen die Schenkel 27 des Profilstückes 28 können auch geringe Höhendifferenzen zwischen dem Fahrzeug und der Wechselvorrichtung ausgeglichen werden.

Beim Einrasten des Bolzens in eine Bohrung 31 wird gleichzeitig ein am Rahmen 29 gegen eine Feder 40 verschiebbar gelagerter Stift 41 verschoben, der über einen ebenfalls am Rahmen 29 gelagerten Winkelhebel 42 eine Kontaktfeder 43, durch welche der Kontakt zwischen Batterie und Antriebseinrichtung des Fahrzeuges hergestellt wird, für den Wechselvorgang unterbricht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Ausrichten und Afetieren von Antriebsbatterien tragenden Fahrzeugen, z. B. Bus-Anhängern, in bezug auf Batteriewechselstationen, die einen Lager- und Aufladeraum mit Lagerflächen zur Aufnahme und Abgabe von Batterien vom bzw. auf das Fahrzeug aufweisen, und mit Einrichtungen zum Angleichen der Batterie-Ladefläche des Fahrzeuges gegenüber der Lagerfläche der Wechselstation und zum Arretieren der Ladefläche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ladeseite des Lagerraumes zwei im horizontalen Abstand voneinander um im wesentlichen vertikale Achsen motorisch gegenläufig schwenkbare Arme (21,22) angelenkt sind, von denen in ausgeschwenkter Stellung der eine an einem in Fahrtrichtung weisenden Anschlag (28) des Fahrzeuges (15) und der andere an einem entgegen der Fahrtrichtung weisenden Anschlag (28) anliegt und die mit dem Fahrzeug (15) zusammenwirkende Einrichtungen aufweisen zum Herstellen einer formschlüssigen Verbindung zwischen Fahrzeug und Schwenkarmen, durch welche die beim Batteriewechsel auftretenden horizontalen Reaktionskräfte quer zur Fahrtrichtung aufgenommen werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schwenkarmen (21, 22) mit entsprechenden an den Anschlägen (28) befestigten Teilen zusammenwirkende vertikal zentrierende Vorrichtungen angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als motorischer Antrieb der Schwenkarme (21, 22) ein hydraulischer Kolbenantrieb (25) dient

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwenkarme (21, 22) auf der Ladeseite um vertikale Achsen verschwenkbare Türen zum Abschließen des Lagerraumes dienen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende jedes Schwenkarmes (21, 22) eine tangential zum Schwenkkreis in Ausschwenkrichtung vorspringende vertikal konische Führungsnase (26) angeordnet ist, die in entsprechende vertikal trichterförmige in einer Ebene quer zur Fahrtrichtung angeordnete Ausnehmungen an den fahrzeugsttitigen Anschlägen (28) einbringbar ist

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Schwenkarme (21, 22) als Steuerl'ühler für den Beginn und/oder die Fortführung des Batteriewechselvorganges ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Schwenkarmes (21 bz .. *«!) ein sich tangential zum Schwenkkreis in Ausschwenkrichtung erstreckender und die Führungsnase (26) durchdringender Bolzen (33) axial federnd nachgiebig gelagert ist, dessen dem fahrzeug- seitigen Anschlag (28) zugekehrtes Ende in eine am Boden desselben angeordnete Etohrung (31) einbringbar ist, und daß durch die axiale Verschiebung des Bolzens (33) betätigbare Endschalter (37, 39) zum Steuern des Batteriewechselvorganges angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß der Anschlag (28) als trichterförmiges Profilstück ausgebildet ist, innerhalb dessen mehrere zur Aufnahme des Bolzens (33) geeignete Bohrungen (31) quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges nebeneinander in gleicher Höhe angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß den verschiebbaren Bolzen (33) zwei stufenweise nacheinander betäligbare Endschalter (37,39) zugeordnet sind, deren einer bei vollständig ausgeschwenktem Schwenkarm (21) und vollständig in eke Bohrung (31) eingerasteter Stellung, deren anderer bei einem Auflaufen /?es Bolzens (33) auf eine Stelle neben der Bohrung (31) eingeschaltet ist