DE2925393C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einem Kraftfahr­ zeug zum Ein- und Ausbringen eines Energiespeichers nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie sie beispielsweise aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 28 05 134 als bekannt gilt. Bei den Energiespeichern soll es sich insbesondere um elektrische Akkumulatoren zur Speisung eines elektrischen Antriebs des Kraftfhrzeuges handeln, jedoch kommen auch Metallhydridspeicher zur gebundenen Speicherung von Wasser­ stoff als Kraftstoff für Brennkraftmaschinen in Frage. Der­ artige Energiespeicher sind relativ schwer und müssen im Laufe der Lebensdauer eines Fahrzeuges relativ häuig ge­ wechselt werden. Vielfach wird nämlich bei jeder Entleerung des Energiespeichers ein Speicherwechsel ausgeführt, wobei der entleerte Speicher gegen einen vollen ausgetauscht wird.

Die ebenfalls nicht vorveröffentlichte DE-OS 27 58 534 sieht zur Erleichterung eines solchen Speicherwechsels fahrzeug­ eigene Hubmittel vor, die in Form von vier an den Ecken eines Tragrahmens befestigten Seilen und einem Paar von horizontalliegenden Gewindespindeln mit insgesamt vier Mut­ tern ausgebildet sind. Nachteilig an den Seilen ist deren Korrosionsanfälligkeit und die mangelnde Tragkraft der Seilösen.

In der eingangs zitierten, nicht vorveröffentlichten DE-OS 28 05 134, von der die vorliegende Erfindung als bekannte Gattung ausgeht, wird der Vorschlag gemacht, die fahrzeug­ eigenen Hubmittel in Form von ingesamt vier Gelenkrauten, die jeweils nach Art eines sogenannten Scherenwagenhebers ausgebildet sind, zu gestalten. Jeweils zwei Gelenkrauten sind einem Seitenschenkel des U-förmigen Tragrahmens zuge­ ordnet und jeweils diese beiden Gelenkrauten werden durch eine gemeinsame Gewindespindel angetrieben. Die Gewindespin­ del ist sehr kompliziert aufgebaut, weil insgesamt vier Muttern abwechselnd gegnsinnig zueinander auf der Gewinde­ spindel verschraubt werden müssen und dementsprechend vier Gewindeabschnitte mit abwechselnd linkssteigendem und rechts­ steigendem Gewinde vorhanden sein müsen. Dies setzt voraus, daß entweder die Gewindespindel in der Mitte geteilt ist und daß die beiden Spindelteile dreh- und biegesteif miteinander verkuppelt sind, oder es müssen die beiden mittleren Gewinde­ abschnitte einen größeren Durchmesser als die außenliegen­ den Gewindeabschnitte aufweisen, damit die entsprechend - "mittleren" - Muttern über die äußeren Gewindeabschnitte drübergeschoben werden können. Ein weiterer Nachteil ist der hohe Platzbedarf für die Gelenkrauten, die unter der Voraussetzung, daß sie in der angehobenen Stellung sich nicht über die Seitenschenkel des U-förmigen Tragrahmens hinaus­ erstrecken, einen Hubweg von maximal einem Viertel der Sei­ tenlänge des Tragrahmens erlauben.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung anzugeben, die weniger Platz be­ nötigt und die mit einer einfacheren Winde auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Dank der Verwendung von lediglich zwei Zuglaschenpaaren je Seitenschenkel des U-för­ migen Tragrahmens, die in der angehobenen Stellung aufeinan­ der zu gepfeilt sind, ist der Platzbedarf für die Hubmittel relativ klein und die Gewindespindel kann auch wesentlich einfacher, d. h. mit nur einem einzigen Durchmesser für die gegenläufig steigenden Gewindeabschnitte und ungeteilt aus­ gebildet werden. Anstelle einer Gewindespindel kann im üb­ rigen auch ein hydraulisches oder pneumatisches Arbeitsorgan als Winde vorgesehen werden. Zwar fehlt diesen Winden eine Selbsthemmung, so daß der Tragrahmen in der oberen Hubstel­ lung verriegelt werden muß. Dafür ist aber die fremdenergie­ gespeiste Anhebung wesentlich komfortabler als ein manueller Antrieb der Gewindespindeln. Da bei den Wechselstationen Druckluft schon allein für die Versorgung der Luftbereifung der Fahrzeuge vorausgesetzt werden kann, wären pneumatische oder hydropneumatische Winden zweifellos sehr von Vorteil. Der Vollständigkeit halber sei an dieser Stelle erwähnt, daß auch eine unmittelbare hydraulische oder pneumatische Anhe­ bung des Energiespeichers mit fahrzeugeigenen Hubmitteln, d. h. ohne Kraftumlenkung aus der horizontalen in die vertika­ le Hubrichtung denkbar wäre.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sowie weitere Vor­ teile ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachfol­ genden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines batteriegetriebenen Kraftfahrzeuges nach der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des den Ener­ giespeicher aufnehmenden Tragrahmens in der abgesenkten Stellung mit den fahrzeugeigenen Hubmitteln nach der Erfindung und

Fig. 3 eine Seitenansicht des Tragrahmens bzw. der Hubmittel in der angehobenen Stellung.

Das in Fig. 1 dargestellte Kraftfahrzeug 1 hat einen - nicht dargestellten - elektromotorischen Antrieb, der aus dem als elektrischer Akkumulator ausgebildeten Energiespeicher 2 ge­ speist wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt zwei Energiespeicher unterhalb des Ladebodens 5 bzw. des Rahmenbodens 6 angebracht; und zwar ist dort je­ weils rechts- und linksseitig ein Aufnahmeraum 3 unter dem Fahrzeugboden vorgesehen in den die Energiespeicher mittels eies zur Fahrzeugaußen­ seite hin offenen U-förmigen Tragrahmens 4 und mittels fahrzeugeige­ ner Hubmittel, die an dem Tragrahmen angreifen, aufgenommen werden können. Der Energiespeicher ist aus mehreren kleine­ ren Akkumulatorzellen zu einem großen in sich tragfähigen und formstabilen Block aufgebaut, der selber ortsfeste An­ schlüsse aufweist. Auch der Aufnahmeraum weist an entspre­ chender Stelle ortsfeste Anschlüsse auf, in die die Anschlüs­ se des Energiespeichers beim Anheben und Einbringen des Energiespeichers in das Fahrzeug selbsttätig einrasten und dadurch kontaktiert und geschlossen werden. Neben den noch zu erörternden fahrzeugeigenen Hubmitteln gestalten auch diese selbsttätig sich schließenden Anschlüsse den relativ häufig vorzunehmenden Speicherwechsel rasch und bequem.

Die Einbauverhältnisse für einen solchen Energiespeicher bzw. der zur Verfügung stellbare Aufnahmeraum sind im Platzangebot beschränkt. Der Rahmenboden 6 des Fahrzeuges wird durch mehrere Längsträger 7 und mehrere quer überr die Längsträger hinweg verlaufende und entsprechend kon­ turierte Querträger 8 gebildet. Der Aufnahmeraum bzw. der aus mehreren Akkumulatorzellen gebildete Energiespeicher­ block muß diesen räumlichen Gegebenheiten Rechnung tragen. Die seitlich offenen bzw. zu beschickenden paarweise rechts und links im Fahrzeug angeordneten Aufnahmeräume 3 sind nach vorne und nach hinten beim dargestellten Ausführungs­ beispiel beschränkt durch den Einstieg in das Fahrerhaus bzw. durch den Radkasten für die Hinterräder des Fahrzeuges. Im Bereich der in Fig. 3 durch eine strichpunktierte Linie angedeuteten Fahrzeugmitte 18 ist die Kardanwelle 19 für den Hinterachsantrieb angeordnet, die die Platzverhältnisse zur Fahrzeugmitte hin einschränkt. Die Karosserie ist mit ihrer seitlichen Unterkante 9 bis unter den Ladeboden 5 herunter­ gezogen, so daß der Energiespeicher in seiner angehobenen Einbaulage in Höhenrichtung etwa bis zur Mitte überdeckt und mit seiner oberen die Anschlüsse der einzelnen Akkumulator­ zellen zeigenden Seite den Blicken entzogen und gegen Spritzwaser u. dgl. oder gegen Berührung geschützt ist.

Der mit den fahrzeugeigenen Hubmitteln heb- und senkbare U-förmige Tragrahmen 4, der zur Fahrzeugaußenseite hin offen ist, weist zwei quer zur Fahrtrichtung liegende Seitenschen­ kel 20 auf. Zur sicheren Führung des Tragrahmens während der Hub- und Absenkbewegungen und zur Fixierung des Tragrahmens bzw. des Energiespeichers innerhalb des Aufnahmeraumes ge­ gen Seitenkräfte und gegen Brems- und Beschleunigungskräfte sind an den Ecken des Tragrahmens vertikale Prismenführun­ gen vorgesehen, die jeweils aus einem am Rahmenboden befe­ stigten U-Profil 21 und einem am Tragrahmen befestigten Vierkantrohr 22 bestehen. Die beiden jeweils einem Seiten­ schenkel des U-förmigen Tragrahmens zugeordneten U-Profile 21 stehen durch einen quer zur Fahrtrichtung angeordnetes geschlossenes Aussteifungsblech 30 untereinan­ der in Verbindung, welches mehrere Funktionen ausübt. Neben der Vesteifungsfunktion bietet es einen wirksamen Schutz des insoweit empfindlichen als elektrischer Akkumulator aus­ gebildeten Energiespeichers gegen Spritzwasser von den Fahr­ zeugrädern her. Außerdem dient es gemeinsam mit den Wandun­ gen für die Querträger 8 als Aufhängung bzw. Lagerung für die oberen Anlenkstellen 13 der noch näher zu erläuternden bereits mehrfach erwähnten fahrzeugeigenen Hubmittel. Die Unterkante 31 des Aussteifungsblechs ist soweit nach unten heruntergezogen, daß die Hubmittel zumindest in der in Fig. 3 dargestellten angehobenen Position ebenfalls überdeckt und somit gegen Spritzwasser geschützt sind.

Die fahrzeugeigenen Hubmittel für den Tragrahmen 4 bestehen im wesentlichen aus Zuglaschenpaaren 10, von denen jeweils lediglich zwei je einem Seitenschenkel 20 des U-förmigen Tragrahmens zugeordnet sind. Die Zuglaschenpaare sind mög­ lichst weit an die Enden des jeweils zugehörigen Seiten­ schenkels herangedrückt; sie liegen aber noch innerhalb der vertikalen Prismenführung 21/22. Die Zuglaschenpaare sind Rahmenboden-seitig an der bereits erwähnten oberen Anlenk­ stelle 13 und Tragrahmenseitig an der unteren Anlenkstelle 14 innerhalb einer vertikalen parallel zum Seitenschenkel 20 sich erstreckendne Ebene beweglich angelenkt. Die einzel­ nen ein Zuglaschenpaar ausmachenden Zuglaschen 11 sind an den einander zugekehrten Enden über eine Mutter 12 als Verbin­ dungsglied und mittels entsprechender mittlerer Gelenkstel­ len 15 untereinander ebenfalls gelenkig verbunden. Jede Zug­ lasche ist als Vierkantrohr mit gegabelten Enden ausgebildet, wobei jeweils zwei gegenüberliegende Rohrwandungen freigelegt sind und die Gabelzinken für den querverlaufenden Gelenkbol­ zen bilden. Dadurch wird eine besonders hohe Steifigkeit der Zuglasche quer zur Verschwenkrichtung erreicht. Die Muttern 12 sind durch eine horizontalliegende parallel zum zugehörigen Seitenschenkel des Tragrahmens angeordnete vertikalbewegli­ che Gewindespindel 16 gegensinnig zueinander verschraubbar. Und zwar sind auf der Gewindespindel zwei Gewindeabschnitte mit gegenläufig zueinander steigendem Gewinde, nämlich Links­ gewinde 26 und Rechtsgewinde27 angeordnet. An dem äußerlich zugänglichen Ende der Gewindespindel ist ein Vierkant 28 an­ gebracht, auf den jeweils eine Handkurbel 17 aufsteckbar ist. Die beiden den Seitenschenkeln 20 zugeordneten Gewindespin­ deln stehen untereinander über einen Kettentrieb in Verbin­ dung, der einen Synchronlauf der beiden Gewindespindeln si­ cherstellt und ein entsprechendes Verkanten des Tragrahmens innerhalb der vertikalen Prismenführungen verhindert. Die Gewindespindeln liegen - in Seitenansicht gesehen - auf gleicher Längsposition wie die zugehörigen vertikalen Pris­ menführungen 21/22. Sie durchdringen jeweils die U-Profile bzw. Vierkantrohre, wozu diese entsprechende Vertikalschlitze 23 bzw. Ausnehmungen aufweisen. Dadurch ist den Spindeln in horizontaler Richtung eine Führung gegeben, die ein seitli­ ches Ausweichen verhindert. Durch die Handkurbeln und durch den Kettentrieb werden auf die Gewindespindeln auch erheb­ liche Querkräfte ausgeübt. Durch die lagegleiche Anordnung von Hubmitteln und Prismenführungen wird außerdem Platz ge­ spart und Stabilität gewonnen gegenüber einer versetzten Anordnung. Bei einer ungleichmäßigen Verteilung der Lasten oder Reibungswiderstände auf ein vorderes bzw. hinteres Zug­ laschenpaar bzw. eine vordere oder hintere Mutter könnte sich die Gewindespindel axial verschieben, was zu einer un­ gleichen Anwinkelung der Zuglaschenpaare und somit zu einer Verkantung des Tragrahmens in der Vertikalführung führen könnte. Um dies zu verhindern, ist jede der Gewindespindeln axial fixiert. Zu diesem Zweck ist jeweils ein einem Seiten­ schenkel zugeordnetes Vierkantrohr 22 als Kulisse für einen auf der Gewindespindel angebrachten Führungsbund 29 ausge­ bildet. Anstelle eines solchen Führungsbundes könnte auch ein Gleitstein mit einem entsprechenden Axiallager für die Gewindespindel vorgesehen sein. Das Vierkantrohr 22 stellt für die Gewindespindel einen axialen Festpunkt dar. Durch die axiale Fixierung der Gewindespindel wird ein Synchron­ lauf der beiden einem Seitenschenkel zugeordneten Zugla­ schenpaare und somit eine verkantungsfreie Hub- bzw. Senk­ bewegung des Tragrahmens auch in Querrichtung sichergestellt.

Neben den bereits erwähnten Vorteilen von Einzelmerkmalen be­ steht der Hauptvorteil der Erfindung darin, daß der Platzbe­ darf der Zuglaschenpaare 10 nicht über den Platzbedarf der zugehörigen Seitenschenkel 20 hinausgeht und daß die zugehö­ rige horizontale Winde - im Ausführungsbeispiel die Gewinde­ spindel 16 - relativ einfach ausgebildet sein kann und ledig­ lich auf Zug beansprucht wird. Die Einfachheit der Gewindespin­ del ergibt sich zum einen dadurch, daß lediglich zwei Zugla­ schenpaare bewegt werden müssen und zum anderen dadurch, daß die Gewindespindel - wie gesagt - auf Zug beansprucht wird, wodurch sie dünner und leichter gestaltet werden kann. Bei Gelenkrauten ist der Platzbedarf größer, weil die Gelenk­ rauten sich über die Seitenschenkel des U-förmigen Tragrah­ mens hinauserstrecken. Außerdem ist die entsprechende Gewin­ despindel sehr kompliziert aufgebaut und muß außerdem auf­ grund einer Druckbelastung entsprechend knicksteif und dem­ entsprechend schwer ausgebildet werden.

Claims (9)

1. Vorrichtung an einem Kraftfahrzeug zum Ein- und Ausbringen eines Energiespeichers, insbesondere eines elektrischen Akkumulators, mit folgenden Merkmalen:

• - Das Kraftfahrzeug weist einen Aufnahmeraum für den Energiespeicher auf;
• - am Aufnahmeraum sind ein heb- und senkbarer U-förmiger, zur Fahrzeugaußenseite hin offe­ ner, Tragrahmen zur Aufnahme des Energiespei­ chers und fahrzeugeigene Hubmittel für den Tragrahmen vorgesehen;
• - die Hubmittel weisen an jedem Seitenschenkel des Tragrahmens bewegliche, kettenartige Zug­ laschenpaare auf;
• - die Zuglaschenpaare liegen in eine Vertikal­ ebene parallel zu den Seitenschenkeln und sind oben am Aufnahmeraum und unten am Tragrahmen gelenkig befestigt;
• - an den mittleren Gelenkstellen der Zuglaschen­ paare greifen lineare, horizontal wirksame Ge­ windespindeln als Winden an;
• - durch die Gewindespindeln sind die Zuglaschen­ paare aus einer abgesenkten Strecklage in eine gegensinnig gepfeilte Hublage bringbar und um­ gekehrt;

gekennzeichnet durch

• - je Seitenschenkel (20) des Tragrahmens (4) sind lediglich zwei Zuglaschenpaare (10) vor­ gesehen, deren aufnahmeraumseitige (13) bzw. tragrahmenseitige Anlenkstellen (14) möglichst nahe an die gegenüberliegenden Enden des zuge­ hörigen Seitenschenkels (20) gerückt sind;
• - die Gewindespindeln bewegen beim Anheben des Tragrahmens (4) die beiden mittleren Gelenk­ stellen (15) des Zuglaschenpaares (10) aufein­ ander zu.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Winde anstelle einer Gewindespindel zwischen den beiden Gelenkstellen der Zug­ laschenpaare eines Seitenschenkels ein Hydraulikkolben vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens zwei, vorzugsweise an jeder Ecke des Tragrahmens (4) eine ver­ tikale Prismenführung od. dgl. (21, 22) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 mit Gewindespindeln als Winden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindeln (16) sich durch die Prismenführun­ gen od. dgl. (21, 22) hindurch erstrecken und diese mit entsprechenden vertikalen Schlitzen (23) bzw. Ausnehmungen od. dgl. versehen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit Gewin­ despindeln als Winden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gewindespindeln (16) axial ge­ genüber einem Festpunkt fixiert sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß je eine von der Ge­ windespindel (16) durchsetzte Prismenführung (21, 22) hohl ausgebildet ist und als vertikale Kulisse für einen die Gewindespindel (16) axial fixierenden Gleit­ stein, Bund (29) od. dgl. dient.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 mit quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges liegenden Seiten­ schenkeln des Tragrahmens und entsprechend querliegenden Gewindespindeln, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden einem Seitenschenkel (20) zuge­ ordneten vertikalen Prismenführungen (21, 22) durch ein vertikales geschlossenes Aussteifungsblech (30) unter­ einander verbunden sind, welches die Gewindespindeln (16) und die Zuglaschenpaare (10) - vom Aufnahmeraum (3) aus gesehen - von außen überdeckt und welches mit seiner Un­ terkante (31) wenigstens bis unter die Höhenlage der Ge­ windespindel (16) in deren oberster Hubstellung (Fig. 3) herunterreicht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zug­ laschen (11) als Vierkantrohre mit gegabelten Enden und quer zur Gabelung liegenden Gelenkbolzen ausgebildet sind, wobei jeweils zwei gegenüberliegende an den Enden freigelegte Rohrwandungen die Gabelung bilden.