DE602004003930T2

DE602004003930T2 - Unabhängiges fahrzeug mit elektrischem antrieb

Info

Publication number: DE602004003930T2
Application number: DE602004003930T
Authority: DE
Inventors: Richard Chene; Dominique Delamour; Olivier Rodi
Original assignee: R & D Ind Soc A Responsablilit; R & D Industries A Responsablilite Ltee Ste
Current assignee: ALAIN MIKLITARIAN, FR; Albigeoise De Fabrication Et De Repara Fr Ste; DOMINIQUE DELAMOUR, FR; OLIVIER RODI, FR; RICHARD CHENE, FR
Priority date: 2003-04-29
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2024-04-28
Also published as: CA2523581A1; BRPI0409937B1; JP2006525177A; WO2004096594A3; US7438144B2; WO2004096594A2; MXPA05011641A; ES2280034T3; ATE349351T1; BRPI0409937A; NO20055149L; EP1618015A2; EP1618015B1; EP1618015B8; AU2004234105A1; DE602004003930D1; CN100366452C; FR2854358A1; CA2523581C; US20070012496A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein selbstständiges elektrisches Zugfahrzeug, das für seine Versorgung eine große Masse und/oder ein großes Volumen von Batterien erfordert, beispielsweise ein Nutzfahrzeug oder ein Fahrzeug für den öffentlichen Verkehr.
Trotz der Verfügbarkeit von leistungsfähigen Batterien (NiMH, Lithiumionen usw.) ist es praktisch unmöglich, aufgrund der Probleme der Speicherung der Elektrizität und der Autonomie des Fahrzeugs vollelektrische autonome Fahrzeuge hoher Beförderungskapazität zu schaffen.
Außerdem hängt ein ernstes Hindernis für die Inbetriebnahme von autonomen Elektrofahrzeugen damit zusammen, dass die technologischen Varianten in Sachen Batterien zahlreich, komplex, kostspielig, schnell überholt sind und dass sie meistens spezifische Einrichtungen in den Wartungswerkstätten erfordern. Diese Einschränkungen sind mit den Bedürfnissen der Betreiber von Personen- und/oder Warentransportmitteln unvereinbar, deren Fuhrparkinvestitionen sich über eine Zeit von 10 bis 20 amortisiert haben müssen.
Zur Lösung der Probleme der Stromspeicherung und der Fahrzeugautonomie ist es gegenwärtig erforderlich, dass die mit solchen Batterien ausgerüsteten Fahrzeuge mit Schnellladevorrichtungen und/oder mit Strom erzeugenden Bordaggregaten versehen sind, die eine Energieergänzung liefern können.
Ferner wurden elektrische Zugfahrzeuge entwickelt, deren Batterien auf einem Anhänger installiert sind, wie bei spielsweise in US-A-3 690 397, DE-A-42 05 327, DE-A-41 05 246 und FR-A-2 482 528.
Bei einem elektrisch angetriebenen Nutzfahrzeug muss man über eine große Nutzlast und damit über ein ausreichendes Batterienvolumen verfügen können (zwischen 1,5 und 3 m³). Die technische Entwicklung geht in die Richtung, dass die Batterien mehr Energie bei manchmal weniger Gewicht liefern, aber ihr Volumen bleibt in etwa unverändert. Bei Bleibatterien entspricht ein Volumen von etwa 2 m³ einer Masse von etwa 3 Tonnen.
Der oben angeführte Stand der Technik offenbart kleine Anhänger, die mit einem einzigen Rad versehen sind ( die oben genannten Schriften US-A-3 690 397, DE-A-42 05 327 und DE-A-41 05 246), eine Lösung, die nicht auf die Beförderung einer großen Batterienmasse, wie sie oben erwähnt wurde, übertragbar ist, da dies die Verwendung eines breiten Rades (etwa 400 mm) mit großem Durchmesser (etwa 1200 mm) erfordern würde, dessen Ausschlag, wenn das Rad verschwenkbar ist, wie in US-A-3 690 397, das für die Batterien verfügbare Volumen beträchtlich reduzieren würde. Außerdem würde, selbst wenn es nicht verschwenkbar ist, wie in DE-A-42 05 327, die Tatsache, dass es sich nur um ein einziges Rad handelt, nur Nachteile bieten, wenn es auf einen an- und abkuppelbaren Anhänger angewandt würde:

• fehlende Stabilität während der Manöver
• Notwendigkeit, komplexe, Platz raubende und kostspielige Führungs- und Aufhängungsmittel vorzusehen,
• schwierige Wartung und
• schwierige Reparatur im Fall einer Reifenpanne.

Die oben genannte DE-A-41 05 246, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 einschließt, offenbart einen Anhänger, dessen Rad oder Räder, das bzw. die nicht gelenkt sind, zwischen den ebenfalls nicht gelenkten Rädern des Fahrzeugs und auf einer gemeinsamen Querachse gelegen sind. Der Anhänger ist in Querrichtung geführt, kann aber vertikal ausschlagen, da zwischen dem Chassis des Fahrzeugs und dem Anhänger eine elastische Vorrichtung angeordnet ist, die eine Aufhängung bildet.
Dieses Konzept funktioniert jedoch nur unter idealen Bedingungen richtig, da:

• wenn der Anhänger einen Verlangsamer passiert, kann er von dem Chassis des Fahrzeugs zusammengedrückt werden; und
• bei Kurvenfahrt in Schräglage neigt sich das Chassis des Fahrzeugs quer bezüglich des Anhängers und auf die Vorrichtung zur Querführung des Anhängers werden beträchtliche Kräfte ausgeübt.

Infolgedessen ist die Arbeitsweise der Erfindung, die Gegenstand von DE-A-41 05 246 ist, nicht als zuverlässig zu betrachten.
Der Stand der Technik (die oben genannte FR-A-2 482 528) hat ferner die Hinzufügung eines Anhängers, der mit einer Radachse mit zwei Rädern versehen ist, zu einem Nutzfahrzeug vorgeschlagen, die Abmessung dieses Anhängers addiert sich jedoch zu derjenigen des Fahrzeugs, was im Verkehr und im Depot einen beträchtlichen Platzverlust mit sich bringt.
Die Anordnung der Batterien auf einem unabhängigen Chassis gestattet im Depot der Fahrzeuge die Schaffung eines Parks von Chassis mit geladenen Batterien zum Zweck des Aus tauschs zwischen Chassis mit verbrauchten Batterien und Chassis mit geladenen Batterien, aber keine Schrift des Stands der Technik beschreibt Mittel oder legt Mittel nahe, die die schnelle Verbindung oder Trennung des Anhängers gestatten, um einen solchen Austausch vorzunehmen, und zwar insbesondere wenn dieser Anhänger sich unter dem Fahrzeugchassis befindet.
Die Erfindung schlägt vor, die Anforderungen der Betreiber hinsichtlich Amortisierung ihrer Einrichtungen zu befriedigen, indem das Prinzip der Trennung der Komponente "Batterien" vom eigentlichen Fahrzeug benutzt wird, wie dies bereits im Stand der Technik beschrieben wurde, wobei jedoch die Nachteile und Unzulänglichkeiten dieses Stands der Technik beseitigt werden,

• indem das Batterienvolumen in das Fahrzeug integriert wird, d.h. indem der Anhänger in den Grenzen der Abmessungen des Fahrzeugs eingeschlossen wird (oder indem nur ein leichter Überstand zugelassen wird), ohne dadurch einen Höhenunterschied im Boden des Fahrzeugs einzuführen, der ein flacher Boden sein muss; und
• indem eine schnelle Austauschbarkeit (in etwa 10 Minuten) der Anhänger gestattet wird.

Diese Ziele werden durch die Erfindung erreicht, die auf Nutzfahrzeuge anwendbar ist, die auf an sich bekannte Weise Batterien umfassen, die von einem unabhängigen Chassis getragen sind, das seinerseits mit mindestens einer mit Rädern bestückten Achse versehen ist und dafür ausgelegt ist, in einer unter dem Chassis des Fahrzeugs gebildeten Aufnahme aufgenommen zu werden, wobei Verbindungsmittel zwischen dem Batterienchassis und dem Chassis des Fahrzeugs vorgesehen sind, wobei diese Verbindungsmittel einerseits Mittel zur Verriegelung zwischen dem Batterienchassis und dem Chassis des Fahrzeugs und andererseits eine Schnittstelle auf der Seite des Batterienchassis und eine Schnittselle auf der Seite des Fahrzeugchassis umfassen, die Abgriffe zur Übertragung von Energie und/oder von Steuerungen und/oder Informationen einschließen.
Erfindungsgemäß umfassen diese Schnittstellen außerdem die sich ergänzenden Steck- und Aufnahmeteile mindestens eines Zentrierorgans und mindestens eines Steckorgans, wobei die fahrzeugchassisseitige Schnittstelle aus einer von diesem Chassis unabhängigen Platte besteht, die mit diesem an mindestens drei Punkten verbunden ist, von denen zwei durch Kolbenzylindereinheiten gesteuert sind und von denen der dritte die Form eines Kugelgelenks besitzt.
Bei einer praktischen Ausführungsform hat dieses Zentrierorgan die Form von zwei sich ergänzenden Steck- und Aufnahmeteilen mit konischem Ineinandergriff und hat dieses Steckorgan die Form von zwei sich ergänzenden Steck- und Aufnahmeteilen mit zylindrischem Ineinandergriff, wobei dieses Zentrierorgan und dieses Steckorgan vorteilhafterweise aus zwei verschiedenen Teilen ein und desselben Stücks bestehen.
In Anbetracht dessen, dass das Batterienchassis eine Längssymmetrieebene, die zu seiner oder seinen Radachsen senkrecht ist, und eine zu dieser Längsebene senkrechte Querebene besitzt, umfasst die Verbindungsvorrichtung vorteilhafterweise ein Paar von Steckorganen und ein Paar von Zentrierorganen, wobei diese Paare bezüglich dieser Längsebene symmetrisch sind. Da ein Zentrierorgan eines Paars und ein Steckorgan eines Paars auch hier von zwei getrenn ten Teilen ein und desselben Stücks gebildet sein können, können, wie man versteht, zwei solche symmetrische Teile zu beiden Seiten dieser Längsebene vorgesehen sein.
Die Steckteile der Zentrier- und Steckorgane können auf der Seite des Batterienchassis vorgesehen sein, die dafür ausgelegt ist, mit dem Fahrzeugchassis verbunden zu werden, und die ergänzenden Aufnahmeteile können auf der Schnittstellenplatte vorgesehen sein, oder umgekehrt.
Unabhängig von der gewählten Ausführungsform wird das Batterienchassis Dank dieser Steck- und Zentrierorgane bezüglich des Fahrzeugchassis leicht positioniert.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht das Verriegelungsorgan aus einer Gewindestange mit einem Kopf, die das Batterienchassis in einer zu seiner Längsebene oder zu seiner Querebene parallelen Richtung durchquert und mit der Schnittstellenplatte fest verbindbar ist.
In der Praxis kann ein Paar von solchen mit Gewinde und Kopf versehenen Stangen vorgesehen sein, die dafür ausgelegt sind, das Batterienchassis und die Schnittstellenplatte parallel zur Längsebene des Batterienchassis ganz zu durchqueren und durch Einschrauben in eine Mutter an ihrem Platz blockiert zu werden. Auf diese Weise sind das Batterienchassis und die Schnittstellenplatte zwischen dem Kopf der Schrauben und den Muttern blockiert, wobei die Gewindestangen Zugbolzen bilden.
Die Gewindestangen sind vorzugsweise zu den Steck- und/oder Zentrierorganen koaxial angeordnet und durchqueren diese.
Gemäß einer Abwandlung kann eine Gewindestange vorgesehen sein, die dafür ausgelegt ist, parallel zu der Querebene des Batterienchassis das oder die Zentrier- und/oder Steckorgane und von einem Seitenrand zum anderen die Schnittstellenplatte zu durchqueren, während die sich ergänzenden Teile der Zentrier- und/oder Steckorgane gekoppelt sind, wobei die Stange an ihrer Stelle durch Einschrauben in eine Mutter blockierbar ist.
Die Abgriffe zur Übertragung von Energie und/oder von Steuerungen oder Informationen des Fahrzeugs zum Batterienchassis sind vorteilhafterweise in dieses mindestens eine Zentrier- und/oder Steckorgan integriert, was die Verbindung, die Zentrierung und das Einstecken noch beschleunigt, was gleichzeitig zum Einstecken der Steckteile in die Aufnahmeteile führt.
Was die Schnittstellenplatte betrifft, so gestatten die Kolbenzylindereinheiten und das Kugelgelenk, mit denen sie versehen ist, die Dämpfung und Absorption der Ausrichtungs- oder Niveauänderungen zwischen dem Batterienchassis und dem Fahrzeugchassis, die, wenn die Einheit fährt, infolge von Straßenunebenheiten und dergleichen unvermeidlich auftreten.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung werden diese Kolbenzylindereinheiten durch die Lenkung und/oder den Vorwärtsgang/Rückwärtsgang des Fahrzeugs gesteuert, um auf das Verhalten des Batterienchassis vom Fahrerplatz des Fahrzeugs aus einzuwirken, was im Fall des Manövers im Rückwärtsgang besonders zweckmäßig sein kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Ende des Batterienchassis, das seiner Schnittstelle zur Verbindung mit dem Fahrzeugchassis entgegengesetzt ist, grob konvex, wenn das Chassis von oben betrachtet wird. Eine solche Geometrie absorbiert am besten die Stöße von hinten.
Was den Zugmotor des Fahrzeugs betrifft, so kann er in dem Fahrzeug gelegen sein, und vorzugsweise ist in dem Fahrzeug eine Hilfsbatterienreserve vorgesehen, um die Bewegung des Fahrzeugs auf einer kurzen Strecke zu gestatten, wenn es von dem Batterienchassis abgehängt ist.
Gemäß einer Abwandlung ist der Zugmotor des Fahrzeugs, um die Kosten und das Gewicht des Fahrzeugs zu reduzieren, sowie um die Wartung zu erleichtern, von dem Batterienchassis getragen, wobei die Antriebskraft nun über eine Antriebswelle auf das Fahrzeug übertragen wird. In diesem Fall kann in das Fahrzeug ein Hilfsmotor eingegliedert sein, damit es auch in diesem Fall über eine kurze Strecke bewegt werden kann, während das Batterienchassis von ihm abgetrennt ist. Wenn der Hilfsmotor ein Elektromotor ist, muss im Fahrzeug auch eine Batterienhilfsreserve vorgesehen sein.
Wie oben erwähnt, ist das Batterienchassis in einer unter dem Chassis des Fahrzeugs gebildeten Aufnahme aufgenommen. Diese Aufnahme kann unter dem Heckende des Chassis des Fahrzeugs gebildet sein, was den Zugang für seine Verbindung und seine Abtrennung erleichtert.
In diesem Fall kann sich das Batterienchassis in das allgemeine Profil des Fahrzeugs integrieren oder am Fahrzeugheck vorstehen und mit einer Vorrichtung zur Dämpfung und/oder Absorption von Stößen in seinem Heckteil und/oder in seiner Verbindungsvorrichtung versehen sein. Auf diese Weise gewährleistet das Batterienchassis einen Schutz des Fahrzeughecks und/oder des Bodens der Aufnahme gegenüber Stößen.
Bei einer besonderen Ausführungsform ist das Batterienchassis mit einer Verbindungsvorrichtung versehen, die am Heck des Batterienchassis gelegen ist. Diese Anordnung gestattet es, dieses Ende des Batterienchassis an ein Fahrzeug anzukoppeln, um es zur Verbindung des anderen Endes mit dem Fahrzeugchassis oder seiner Abtrennung von diesem zu manövrieren.
Das Batterienchassis kann außerdem entweder mit einem Lader ausgerüstet sein, was die Nachladung der Batterie an allen Stellen gestattet, an denen der Lader an eine Stromversorgung angeschlossen werden kann (Endstation oder Zwischenstopp auf der Strecke), oder eine Energieumwandlungsvorrichtung tragen, die zum Nachladen der Batterien ausgelegt ist. Diese Vorrichtung kann ein durch einen Verbrennungsmotor oder durch Schwungräder betätigter Wechselstromgenerator sein, was darauf hinausläuft, dass das Chassis mit einem Stromerzeugungsaggregat ausgerüstet wird, das die Batterien bei Bedarf nachladen kann und auf diese Weise die Autonomie des Fahrzeugs verlängern kann.
Zum besseren Verständnis der Erfindung folgt eine ausführliche Beschreibung der beiliegenden Zeichnung; in dieser zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen selbstständigen elektrischen Zugfahrzeugs ohne Batterienchassis;
2a und 2b schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Batterienchassis, gesehen von der Seite des Verbindungsendes mit dem Fahrzeugchassis (2a) und von der Seite des Verbindungsendes mit einer Manövriermaschine (2b),
3 eine schematische Darstellung der Anbringung des Batterienchassis in der Aufnahme des erfindungsgemäßen selbstständigen elektrischen Zugfahrzeugs,
4 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen selbstständigen elektrischen Zugfahrzeugs, wobei das Batterienchassis an seinem Platz ist,
5 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen selbstständigen elektrischen Zugfahrzeugs, das mit einem Batterienchassis gemäß einer Ausführungsvariante versehen ist,
6 eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Batterienchassis und der Schnittstellenplatte, gesehen von der Seite des Anschlusses an ein Fahrzeug zum Manövrieren des Batterienchassis,
7 eine perspektivische Ansicht derselben Elemente wie in 6, jedoch in der entgegengesetzten Richtung gesehen,
8 eine perspektivische Teilansicht des Fahrzeugchassis von unten gesehen mit der Schnittstellenplatte an ihrem Platz,
9 eine 7 ähnliche Ansicht, die jedoch eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft,
10 eine 9 ähnliche Ansicht, die jedoch eine andere Ausführungsform der Zentrier- und Steckorgane zeigt, und
11 eine in Perspektive und im Schnitt gezeigte Ansicht noch einer anderen Ausführungsform des Batterienchassis.
1 zeigt ein selbstständiges elektrisches Zugfahrzeug 1, das ein Chassis besitzt, das mit zwei jeweils mit einem Paar von Rädern 2 ausgerüsteten Radachsen versehen ist, und dessen Vorderseite mit Av und dessen Heck mit Ar bezeichnet ist. Das Chassis des Fahrzeugs bildet heckseitig eine Aufnahme 3, die unter einem angehobenen Karosseriegehäuseteil H gelegen ist und dafür ausgebildet ist, ein Batterienchassis aufzunehmen. Der Motor des Fahrzeugs ist zwischen den Rädern des Fahrzeugs (unter den Treppenstufen M bei der dargestellten Ausführungsform) oder, besser, in den Rädern selbst angeordnet (elektrische Radmotoren sind in der Technik bekannt, und es ist nicht nötig, sie hier zu beschrei ben). Das am Dach verfügbare Volumen V kann zur Aufnahme von Kühlvorrichtungen, Bord-Informatikeinrichtungen und/oder einer zusätzlichen Energiereserve verwendet werden. Außerdem kann man hier für den Service spezifische Einrichtungen anordnen, beispielsweise eine Klimaanlage, Alkohol-, Gas- oder Ölheizeinrichtungen (im gegenwärtigen Stand der Technik werden Elektrofahrzeuge im Allgemeinen wegen der Abmessungen, des Gewichts und der Kosten der Batterien nicht elektrisch erwärmt), Antenne und andere Datenübertragungssysteme. Diese Anordnung am Dach gestattet es, ein größeres Nutzvolumen für die Fahrgäste freizuhalten.
Das Batterienchassis 4 ist in den 2a und 2b allein dargestellt. Wie man sieht, handelt es sich um einen unabhängigen Anhänger, der mit einer Radachse mit einem Räderpaar 5 versehen ist und an einem seiner Enden Mittel 6 für die mechanische Verbindung (die ausführlich anhand der 6 bis 9 beschrieben werden) sowie für die elektrische und elektronische Verbindung mit dem Fahrzeugchassis (2a) und an seinem entgegengesetzten Ende (2b) Mittel 7 zur mechanischen Verbindung mit einem Manövrierfahrzeug aufweist. Das Chassis 4 ist mit einer Stoßstange 9 versehen. Die Räder 5 können vorteilhafterweise mit Bremsvorrichtungen oder Verlangsamungseinrichtungen ausgerüstet sein. Außerdem ist das Batterienchassis mit Sicherheitsvorrichtungen und Zusatzmitteln ausgerüstet, die für den guten Betrieb der Batterien erforderlich sind, insbesondere für die Kontrolle und die Beibehaltung der Temperatur und die Belüftung.
3 zeigt die Anbringung des Batterienchassis 4 in der Aufnahme 3 des selbstständigen elektrischen Zugfahrzeugs 1.
Wie man sieht, wird das Batterienchassis 4 von einer Bedienungsperson durch sein Verbindungsmittel 7 mit einem Manövrierfahrzeug 8 verbunden. Dieses Fahrzeug 8 schiebt das Batterienchassis 4 in die Aufnahme 3, bis seine mechanischen und elektrischen Verbindungsmittel 6 mit zugeordneten Mitteln in Eingriff kommen, die im Boden der Aufnahme vorgesehen sind und in dieser Figur nicht dargestellt sind.
4 zeigt das Batterienchassis in die Aufnahme 3 eingeführt.
Wie man in 4 sieht, sind die Räder 5 der Radachse des Batterienchassis in der Verlängerung der Räder 2 der Radachsen des Chassis des Fahrzeugs 1 angeordnet, so dass sie im Wesentlichen in ihrer Spur laufen. Man stellt auch fest, dass das allgemeine Aussehen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs im Wesentlichen dasselbe wie das von gängigen Autobussen ist.
Bei der Variante von 5 wird ein Chassis 4' verwendet, das sich von dem Chassis 4 insofern unterscheidet, als es zwei Radachsen besitzt, deren jede mit einem Paar Räder 5' versehen ist, und das länger als das Chassis 4 ist. Das Chassis 4' steht also am Heck des Fahrzeugs vor. Ein solches verlängertes Chassis gestattet die Aufnahme von mehr Batterien und das Mehr an Batterien kann von größeren Rädern getragen werden, statt dass es, wie hier dargestellt, von zahlreicheren Rädern getragen wird. Natürlich kann ein und dasselbe Fahrzeug je nach den Anforderungen mit einem kurzen oder langen Batterienchassis ausgerüstet sein, das mit klassischen Batterien oder Brennstoffzellen ausgerüstet ist, ohne eine Änderung zu erfordern.
Die 6 bis 8 zeigen deutlicher die batterienchassisseitige Schnittstelle und die fahrzeugchassisseitige Schnittstelle. Die Schnittstelle auf der Seite des Batterienchassis 4 besteht aus der Endfläche 9 dieses Chassis, von der die mechanischen, elektrischen und anderen Verbindungsmittel vorstehen, die in den vorhergehenden Figuren mit 6 bezeichnet sind. Die fahrzeugchassisseitige Schnittstelle besteht aus einer Platte 10, die eine Fläche 11 aufweist, die dafür ausgelegt ist, diese Verbindungsmittel aufzunehmen, und die mit dem Fahrzeugchassis über Kolbenzylindereinheiten 12 und ein Kugelgelenk 13 fest verbunden ist (vgl. 8).
Genauer gesagt, die mechanischen Verbindungsmittel bestehen auf der Seite des Batterienchassis 4 aus einem Paar von Steckteilen 14, die eine konische Zone 15, die ein Zentrierorgan bildet, und eine zylindrische Zone 16 aufweisen, die ein Steckorgan bildet. Diese Teile 14 sind bezüglich der Längssymmetrieebene des Batterienchassis 4, die mit X-X' dargestellt ist, symmetrisch. Diesem Paar von Steckteilen 14 entspricht ein Paar Aussparungen 17 derselben Geometrie, die in der Fläche 11 mit der Schnittstellenplatte 10 vorgesehen sind, wobei diese Fläche 11 ferner Buchsen, wie Buchsen 18, umfasst, die dafür ausgelegt sind, an der Schnittstelle vorstehende Stecker 19 aufzunehmen und die Übertragung von Energie sowie von Steuerungen und Informationen zu gewährleisten.
Die feste Verbindung zwischen dem Batterienchassis 4 und der Platte 10 wird mit Hilfe eines Paars von Gewindestangen 20 mit Kopf 21 hergestellt, die zunächst in Durchgänge eingesteckt werden, die in dem Batterienchassis 4 vorgesehen sind und die auf einer Seite auf der der Fläche 9 ent gegengesetzten Fläche des Chassis bei 22 und auf der anderen Seite in der Mitte der Teile 9 ausmünden, und dann in Durchgänge, die in der Platte 10 vorgesehen sind, und die auf der Fläche 11 bei 23 und auf der entgegengesetzten Fläche bei 24 ausmünden, wonach das dem Kopf 21 entgegengesetzte Ende dieser Stange in eine nicht dargestellte Mutter eingeschraubt wird.
Die Länge der Kolbenzylindereinheiten 12 und des Halters 25 des Kugelgelenks 13 gestattet leicht eine solche Einschraubung oder Ausschraubung. Natürlich ist es, wenn das Batterienchassis 4 von der Platte 10 abgesteckt ist, nicht unbedingt erforderlich, die Stange 20 aus dem Chassis herauszuziehen.
Die in 9 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der vorhergehenden dadurch, dass sie nur ein einsteckbares Zentrier- und Steckteil 14' aufweist, das in der Längsebene X-X' des Batterienchassis 4 angeordnet ist, dass die Schnittstellenplatte 10 mit dem Fahrzeugchassis durch drei Kolbenzylindereinheiten 12 anstelle von 2 verbunden ist, und durch die Art der Verriegelung zwischen dem Batterienchassis 4 und der Schnittstellenplatte 10. Man verwendet dieses Mal eine einzige Gewindestange 20' mit Kopf 21', die dafür ausgelegt ist, einerseits die Platte 10 über einen Durchgang, der von einer Seitenfläche 26 von dieser zur anderen geht und bei 27 auf der sichtbaren Fläche 26 ausmündet, und andererseits, wenn das einsteckbare Zentrier- und Steckteil 14' mit einer entsprechenden, in der Platte 10 vorgesehenen Aussparung gekuppelt ist, dieses steckbare Teil über einen Durchgang zu durchqueren, der in Querrichtung in diesem Teil vorgesehen ist und von dem man in 9 nur die Mündung 28 sieht, wobei das dem Kopf 21 entgegengesetzte Ende der Stange 20' in eine nicht dargestellte Mutter eingeschraubt ist.
Die in 10 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der der 9 dadurch, dass die Zentrier- und Steckorgane des Chassis 4' nicht aus einem zylindrischkegelstumpfförmigen Teil 14' bestehen, sondern aus einem pyramidenstumpfförmigen Teil 29, das in eine Aussparung von entsprechender Geometrie eingelassen wird, die auf der nicht sichtbaren Fläche der Platte 10' ausgespart ist.
Schließlich zeigt 11 eine Ausführungsvariante 4'' des in 7 dargestellten Batterienchassis: Anstelle zwei lange durchgehende Gewindestangen 20 aufzuweisen, die mit der Hand manövrierbar sind, weist diese Variante ein Paar von kurzen Gewindestangen 20'' auf, die jeweils durch einen Elektromotor 20 betätigbar sind und in jedem der Zentrier- und Steckorgane 14'' untergebracht sind. Auf diese Weise sind die Operationen der Verbindung und der Trennung des Batterienchassis mit bzw. von dem Chassis des Fahrzeugs schneller und können von der Fahrzeugkabine aus gesteuert werden oder automatisiert sein. Auf diese Weise vermeidet man außerdem, dass das Chassis auf seiner ganzen Länge von der Gewindestange durchquert werden muss.
Die Bezugszahlen 31 bezeichnen die von dem Batterienchassis getragenen Batterien.
Unabhängig von der gewählten Ausführungsform ist es durch Betätigung der Kolbenzylindereinheiten 12 möglich, die Haftung der Antriebsräder 2 des Fahrzeugs zu ändern indem man das Batterienchassis mit Hilfe der Kolbenzylinderein heiten 12 "anhebt", erleichtert man in der Tat die Räder 5 dieses Chassis und überträgt die Auflage auf diese Räder 2.
Man versteht ferner, dass die Masse der Batterien, wie der Batterien 31, auf das Batterienchassis bezüglich der Räder 5 dieses Chassis ausgeglichen verteilt werden kann, so dass die Manöver dieses Chassis, wenn es von dem Fahrzeugchassis abgehängt ist, erleichtert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Insbesondere könnte der Motor des Fahrzeugs ebenfalls von dem Chassis 4 oder 4' getragen sein, wobei in diesem Fall im Fahrzeug ein Hilfsmotor vorgesehen ist, um es über eine kurze Strecke bewegen zu können, wenn es in der Konfiguration von 1 ist. Ferner hat das Elektrofahrzeug nicht notwendigerweise vier Räder, wie dargestellt. Es muss mindestens drei Räder besitzen und kann mehr als vier Räder haben. Es kann sich in der Tat um ein Fahrzeug von großem Fassungsvermögen mit doppelter oder dreifacher Radachse handeln.
Abgesehen von ihren technischen Vorteilen besitzt die vorgeschlagene Lösung einen kommerziellen Vorteil: indem man nämlich die Batterien und ihren Träger vom Fahrzeug trennt, ist es möglich, indem man in derselben gesetzlichen Fahrzeuggewichtsklasse bleibt, das Volumen des Karosseriegehäuses zu erweitern und die Fahrgastzahl zu erhöhen.

Claims

Selbständiges elektrisches Zugfahrzeug, das für seine Versorgung eine große Batterienmasse und/oder ein großes Batterienvolumen erfordert, wobei diese Batterien (31) von einem unabhängigen Chassis (4; 4'; 4'') getragen sind, das seinerseits mit mindestens einer mit Rädern (5; 5') bestückten Achse versehen ist und dafür ausgelegt ist, in einer unter dem Chassis des Fahrzeugs gebildeten Aufnahme (3) aufgenommen zu werden, wobei das Batterienchassis (4; 4'; 4'') eine zu seiner oder seinen Achsen senkrechte Längssymmetrieebene (X-X') und eine zu dieser Längsebene senkrechte Querebene (Y-Y') besitzt und Verbindungsmittel zwischen dem Batterienchassis (4; 4'; 4'') und dem Chassis des Fahrzeugs vorgesehen sind, wobei diese Verbindungsmittel einerseits Mittel zur Verriegelung zwischen dem Batterienchassis (4; 4'; 4'') und dem Fahrzeugchassis und andererseits eine Schnittstelle auf der Seite des Batterienchassis (4; 4'; 4'') und eine Schnittstelle auf der Seite des Fahrzeugchassis umfassen, die Abgriffe zur Übertragung von Energie und/oder von Steuerungen oder Informationen einschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstellen jeweils außerdem die sich ergänzenden Steck- und Aufnahmeteile mindestens eines Zentrierorgans und mindestens eines Steckorgans umfassen, wobei die fahrzeugchassisseitige Schnittstelle aus einer von diesem Chassis unabhängigen Platte (10; 10') besteht, die mit diesem an mindestens drei Punkten verbunden ist, von denen zwei durch Kolbenzylin dereinheiten (12) gesteuert sind und von denen der dritte die Form eines Kugelgelenks (13) besitzt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenzylindereinheiten (12) durch die Lenkung und/oder den Vorwärtsgang/Rückwärtsgang des Fahrzeugs gesteuert werden.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierorgan die Form von zwei sich ergänzenden Steck- (15) und Aufnahmeteilen mit konischem Ineinandergriff besitzt.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckorgan die Form von zwei sich ergänzenden Steck- (16) und Aufnahmeteilen mit zylindrischem Ineinandergriff besitzt.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zentrierorgan und das Steckorgan aus zwei verschiedenen Teilen ein und desselben Stücks (14; 14'; 14''; 29) bestehen.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, die Verbindungsvorrichtung ein Paar von Steckorganen und ein Paar von Zentrierorganen umfasst, wobei diese Paare bezüglich der Längsebene (X-X') des Batterienchassis (4; 4'; 4'') symmetrisch sind.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verriegelungsorgan aus einer mit Gewinde und Kopf versehenen Stange (20; 20'; 20'') besteht, die das Batterienchassis (4; 4'; 4'') in einer zu seiner Längsebene (X-X') oder zu seiner Querebene (Y-Y') parallelen Richtung durchquert und mit der Schnittstellenplatte (10; 10') fest verbindbar ist.
Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Paar von solchen mit Gewinde und Kopf versehenen Stangen (20) besitzt, die dafür ausgelegt sind, ganz das Batterienchassis (4) und die Schnittstellenplatte (10) parallel zur Längsebene (X-X') des Batterienchassis (4; 4'; 4'') zu durchqueren und durch Einschrauben in eine Mutter an ihrem Platz blockiert zu werden.
Fahrzeug nach den Ansprüchen 6 und 8 zusammen, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Gewinde versehenen Stangen zu den Steck- und/oder Zentrierorganen koaxial sind und sie durchqueren.
Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es eine mit Gewinde versehene Stange (20'; 20'') umfasst, die dafür ausgelegt ist, parallel zu der Querebene (Z-Z') des Batterienchassis (4; 4'; 4'') das oder die Zentrier- und/oder Steckorgane und, von einem Seitenrand zum anderen, die Schnittstellenplatte (10; 10') zu durchqueren, während die sich ergänzenden Teile der Zentrier- und/oder Steckorgane gekoppelt sind, wobei die Stange (20'; 20'') in ihrer Stelle durch Einschrauben in eine Mutter blockierbar ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgriffe zur Übertragung von Energie und/oder von Steuerungen oder Informationen in das mindestens eine Zentrier- und/oder Steckorgan integriert sind.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Batterienchassis (4; 4'; 4''), das seiner Schnittstelle zur Verbindung mit dem Fahrzeugchassis entgegengesetzt ist, grob konvex ist, wenn das Chassis von unten betrachtet wird.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batterienchassis (4) mit einer Verbindungsvorrichtung (17) versehen ist, die am Heck des Batterienchassis (4) gelegen ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Aufnahme (3) unter dem Heckende (Ar) des Fahrzeugchassis gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Batterienchassis (4') in Betrieb am Heck des Fahrzeugs vorsteht und mit einer Vorrichtung (9) zur Dämpfung und/oder Absorption der Stöße in seinem Heckteil versehen ist.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batterienchassis außerdem einen Batterienlader trägt.
Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batterienchassis außerdem eine Vorrichtung zur Umwandlung von Energie trägt, die dafür ausgelegt ist, die Batterien nachzuladen.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugmotor von dem Fahrzeug getragen ist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugmotor von dem Batterienchassis getragen ist, wobei die Antriebskraft auf das Fahrzeug über eine Antriebswelle übertragen wird.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in es ein Hilfsmotor eingegliedert ist, der es gestattet, es unabhängig von seiner Verbindung mit dem Batterienchassis (4; 4'; 4'') zu bewegen.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fahrzeug eine Hilfsbatterienreserve vorgesehen ist.