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Die Erfindung betrifft eine Sammelschiene in einem Batterieraum eines Unterseebootes.
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Anlagen auf einem Unterseeboot unterscheiden sich grundsätzlich von landbasierten Anwendungen. Zum einen ist der in einem Unterseeboot zur Verfügung stehende Platz extrem gering. Des Weiteren bestehen nur wenige Möglichkeiten Gegenstände in das Innere eines Unterseeboots zu bringen, insbesondere bei Nachrüstungen oder Modernisierungen. Diese müssen dann lukgängig sein, also durch eine bestehende Öffnung einbringbar sein. Dieses beschränkt die Größe der Einzelteile. Gerade in Bereichen, welche nicht regelmäßig von Personen benutzt werden, beispielsweise ein Batterieraum, wird der Platz praktisch vollumfänglich genutzt, sodass im Wartungs- oder Reparaturfall nur sehr wenig Platz zur Verfügung steht. Des Weiteren ist auf einem Unterseeboot auch immer darauf zu achten, dass die Signatur so gering wie möglich gehalten wird, also die Wahrscheinlichkeit der Detektion des Unterseeboots durch ein drittes Schiff so gering wie möglich gehalten wird.
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Des Weiteren sind die Umgebungsbedingungen auf einem Unterseeboot oftmals deutlich größeren Schwankungen ausgelegt. So variiert der Druck im Inneren eines Unterseeboots deutlich stärker, als der Luftdruck an Land.
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Heutige Unterseeboote verwenden regelmäßig Bleiakkumulatoren als Batterien. Inzwischen haben Batterien auf Basis von Lithium jedoch eine ausreichend hohe Zuverlässigkeit entwickelt, sodass diese auch im Inneren eines Unterseeboots einsetzbar sind. Es besteht somit auch der Wunsch bestehen Unterseeboote von einer Technologie auf Bleiakkumulator-Basis auf eine Lithium-Basis zu modernisieren. Im Rahmen einer solchen Modernisierung ist es jedoch regelmäßig notwendig, auch die Stromabfuhr zu ersetzen.
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Die einzelne Zelle eines Bleiakkumulators kann vergleichsweise groß gebaut werden. Zellen auf Lithium-Basis sind hingegen kleiner und werden dadurch regelmäßig in Modulen zusammengefasst. Um die hohe Fahrspannung eines Unterseeboots zu erreichen, werden Bleiakkumulatoren daher regelmäßig in Reihe geschaltet. Durch die Verwendung von Zellen auf Lithium-Basis wird innerhalb eines Moduls eine höhere Spannung erreicht, sodass die Module auch parallel geschaltet werden können. Somit ergibt sich wenigstens bei der Umrüstung oftmals die Problematik, dass die elektrische Verbindung nicht mehr von Batterie zu Batterie hergestellt wird, sondern dass eine zentrale Sammelschiene zum Leiten der elektrischen Energie notwendig ist, welche jedoch in den geringen vorhandenen Bauraum des Batterieraumes integriert werden muss.
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Aus der
EP 1 154 535 B1 ist ein Sammelschienensystem zur elektrischen Leistungsübertragung in magnetisch streufeldarmer Ausführung bekannt.
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Aus der
WO 2005/106903 A1 ist eine Anschlussfahne für das Anschließen von Einspeiseleitungen an Stromschienen bekannt.
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Aus der
DE 90 15 949 U1 ist eine streufeldarme Sammelschieneneinheit für eine Schaltanlage insbesondere auf Schiffen mit zwei koaxial verlaufenden Stromschienen bekannt.
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Aus der
DE 10 2016 214 878 A1 ist ein Stromrichter mit einer Brückenschaltung bekannt, welche mittels einer Verschienung an einem Zwischenkreiskondensator verschaltet sind.
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Aus der
US 10 734 796 B2 ist eine flache Verdrahtungsstruktur bekannt.
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Da bei einer Ausrüstung zunächst die Sekundärelemente in den Batterieraum eingebracht werden, kann und muss die Sammelschiene erst danach eingebracht und montiert werden. Dieses kann aber nur noch in räumlich sehr beengter Umgebung erfolgen, weshalb eine wenn auch aus Gründen der Abschirmung effiziente koaxiale Bauweise sich aus sterischen Gründen kaum montieren lässt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sammelschiene für einen Batterieraum in einem Unterseeboot bereitzustellen, welche somit ein Optimum zwischen elektromagnetischer Abschirmung und Montierbarkeit in räumlich extrem beengten Bereichen ermöglicht.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch das Sammelschienenmodul mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch den Batterieraum mit den in Anspruch 8 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.
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Das erfindungsgemäße Sammelschienenmodul weist eine erste Leiterschiene, eine zweite Leiterschiene und eine dritte Leiterschiene auf. Die erste Leiterschiene, die zweite Leiterschiene und die dritte Leiterschiene sind flächig ausgebildet. Insbesondere sind die Leiterschienen als flaches, rechteckiges Metallband ausgebildet. Die Leiterschienen sind parallel übereinander angeordnet, also so, dass die flächigen Seiten zueinander angeordnet sind. Die Leiterschienen bestehen beispielsweise und bevorzugt aus Kupfer. Beispielsweise weist eine Leiterschiene eine Länge von 1 m bis 2 m auf, eine Breite von 5 cm bis 30 cm und eine Dicke von 5 mm bis 50 mm, bevorzugt von 1 m bis 2 m auf, eine Breite von 5 cm bis 20 cm und eine Dicke von 5 mm bis 20 mm, auf. Da bei Spannungen von 500 V bis 2 kV Ströme von mehreren hundert oder einigen tausend Ampere fließen sollen, ist eine derart massive Ausführung bevorzugt, um den Widerstand zu minimieren.
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Die zweite Leiterschiene ist über der ersten Leiterschiene angeordnet und die dritte Leiterschiene ist über der zweiten Leiterschiene angeordnet. Die erste Leiterschiene und die dritte Leiterschiene weisen eine erste Dicke auf und die zweite Leiterschiene weist eine zweite Dicke auf. Die zweite Dicke entspricht zweimal der ersten Dicke. Die erste Leiterschiene und die dritte Leiterschiene sind elektrisch miteinander verbunden. Hieraus ergibt sich, dass ein erster Pol oberhalb und unterhalb des zweiten Pols angeordnet ist. Weiter ergibt sich durch die gleichen Ströme beider Pole somit in Summe die gleiche Dicke an Leiterschiene bei gleichem Material zur Verfügung steht und damit im Endeffekt der elektrische Widerstand gleich gehalten wird. Durch den Sandwich-artigen Aufbau wird die Abstrahlung eines elektromagnetischen Feldes minimiert.
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Die erste Leiterschiene und die dritte Leiterschiene können beispielsweise mittels eines Kabels oder eines starren Verbindungselements elektrisch miteinander verbunden sein. Beispielsweise kann das starre Verbindungselement die erste Dicke aufweisen.
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Die Leiterschienen sind vorzugsweise untereinander mittels elektrisch isolierender Halter zueinander beabstandet gehalten. Alternativ oder zusätzlich können die Leiterschienen über Halter an einem Gehäuse oder einer Trägerstruktur fixiert sein. Hierbei ist wenigstens die zweite Leiterschiene oder die erste Leiterschiene und die dritte Leiterschiene mittels eines elektrisch isolierenden Halters befestigt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die erste Leiterschiene, die zweite Leiterschiene und die dritte Leiterschiene eine erste Breite auf, wobei die erste Leiterschiene, die zweite Leiterschiene und die dritte Leiterschiene so angeordnet sind, dass die seitlichen Flächen der Leiterschienen jeweils in einer Fläche liegen. Wenn die Leiterschienen rechtwinklige Hexaeder sind, so sind die der Fläche nach größten Flächen jeweils zueinander benachbart und damit parallel zueinander übereinander angeordnet, die der Fläche nach mittleren Flächen bilden die Seitenflächen und sind in dieser Anordnung dann auf der einen Seite alle in einer ersten Ebene angeordnet und auf der gegenüberliegenden Seite in einer zweiten Ebene angeordnet. Die der Fläche nach kleinsten Flächen der rechtwinkligen Hexaeder bilden dann die Stirnflächen.
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In anderen Worten: Die Leiterschienen sind als breite Bänder ausgeführt, ähnlich einem Brett. Diese drei Leiterschienen sind bevorzugt gleich lang und gleich breit. Diese drei Leiterschienen sind wie Bretter über einander gestapelt, wobei die Leiterschienen einen Abstand zueinander aufweisen. Bevorzugt sind die erste Leiterschiene und die dritte Leiterschiene exakt übereinander angeordnet, sodass die Eckpunkte der ersten Leiterschiene und der dritten Leiterschiene senkrecht übereinander angeordnet sind. Weiter bevorzugt ist die zweite Leiterschiene zu den beiden anderen in Längsrichtung ein Stück versetzt angeordnet.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die erste Leiterschiene, die zweite Leiterschiene und die dritte Leiterschiene von einem Gehäuse aus einem elektrisch leitfähigem Material umgeben. Umgeben heißt in diesem Zusammenhang, dass das Gehäuse an den Stirnseiten offen ist, um mehrere Sammelschienenmodule miteinander verbinden zu können. Das Umgeben der Leiterschienen mit einem leitfähigen Material führt zu einer weiteren Abschirmung und somit zur Reduzierung der elektromagnetischen Signatur des Unterseebootes sowie zum Schutz gegen Berührung und Umwelteinflüssen, wie zum Beispiel Wasser oder Staub. Sollte an einem Ende des Gehäuses keine weitere Schiene angebunden sein, kann das Gehäuse dort auch geschlossen sein. Bevorzugt wird hierzu ein Abschlussstück angebracht, um das letzte Sammelschienenmodul zu verschließen.
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Das Gehäuse kann insbesondere dazu dienen, die einen Schutz gegen Berührung, Staub oder Wasser zu gewährleisten- Der Schutz wird gemäß ISO 20653 beziehungsweise DIN EN 60529 in IP-Klassen eingeteilt. Das Gehäuse dient in diesem Fall dazu, diese Schutz IP Klassen zu erreichen.
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An der ersten Leiterschiene und der dritten Leiterschiene können dabei jeweils elektrisch isolierender Halter angeordnet sein. Diese elektrisch isolierenden Halter sind zwischen der ersten Leiterschiene und dem Gehäuse sowie zwischen der dritten Leiterschiene und dem Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse ist somit mit den Haltern verbunden. Bevorzugt sind die Halter über einen Halterrahmen mit dem Gehäuse verbunden, wobei sich der Halterrahmen über die gesamte Breite des Gehäuses erstreckt. Weiter bevorzugt sind die elektrisch isolierenden Halter auch zwischen der ersten Leiterbahn und der zweiten Leiterbahn sowie zwischen der zweiten Leiterbahn und der dritten Leiterbahn angeordnet, die die Leiterschienen in der Höhe zueinander fixieren. Durch diese Elemente ist im Normalfall aber insbesondere auch im Schockfall die relative Position der Stromschienen und des Gehäuses zueinander sichergestellt.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Sammelschienenmodul Leiterschienenverbindungselemente auf, wobei ein erstes erstes Leiterschienenverbindungselement zur Verbindung zweier erster Leiterschienen und ein zweites erstes Leiterschienenverbindungselement zur Verbindung zweier dritter Leiterschienen ausgebildet sind. Ein zweites Leiterschienenverbindungselement ist zur Verbindung zweier zweiter Leiterscheinen ausgebildet. Hierbei sind die Leiterschienenverbindungselemente bevorzugt so ausgebildet, dass die elektrische Verbindung bereits durch das Ineinanderschieben zweier Sammelschienenmodule hergestellt wird. Die Leiterschienenverbindungselemente können auch Bestandteil der Leiterschienen selbst sein, beispielsweise dadurch, dass das eine Ende der Leiterschiene nach unten und das andere Ende nach oben gebogen ist, sodass benachbarte Leiterschienen in diesem Bereich flächig aneinander liegen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Sammelschienenmodul zwei erste H-förmige Klemmmodule und ein zweites H-förmiges Klemmmodul auf. Das erste H-förmige Klemmmodul ist zum Klemmen auf ein Objekt mit der ersten Dicke ausgebildet und das zweite H-förmige Klemmmodul ist zum Klemmen auf ein Objekt mit der zweiten Dicke ausgebildet. Ein erstes H-förmiges Klemmmodul ist auf die erste Leiterschiene geklemmt, ein zweites H-förmiges Klemmmodul ist auf die zweite Leiterschiene geklemmt und ein erstes H-förmiges Klemmmodul ist auf die dritte Leiterschiene geklemmt. Diese Klemmverbindung hat zwei wesentliche Vorteile. Zum einen wird über die H-förmige Klemmverbindung eine vergleichsweise große Verbindungsfläche bereitgestellt, sodass der Kontaktwiderstand minimiert werden kann. Zum zweiten kann eine Klemmverbindung auch unter beengten Bedingungen vergleichsweise einfach hergestellt werden, indem die Sammelschienenmodule in einander geschoben werden. Weitere Werkzeuge und Handlungen entfallen. Gleichzeitig ergibt sich auch die Möglichkeit einer einfacheren Entfernung, falls die Sammelschiene wieder abgebaut werden muss, beispielsweise um ein defektes Batteriemodul auszutauschen. Daher wären Schweißverbindungen, die zwar einen geringeren Widerstand aufweisen können, nicht bevorzugt. Ebenfalls könnten Schraubverbindungen schwierig sein, da dann Platz für das Werkzeug zur Montage und Demontage bereitgestellt werden muss, was das Sammelschienenmodul unnötig vergrößert. Daher stellt die Klemmverbindung ein Optimum für die räumlich beengte Situation in einem Batterieraum eines Unterseebootes dar.
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In einer weiteren Ausführungsform weist das Gehäuse wenigstens zwei kammförmige Halteelemente auf. Die kammförmigen Halteelemente weisen drei Kammausnehmungen auf, wobei die Kammausnehmungen der kammförmigen Halteelemente zur Aufnahme der Leiterschienen ausgebildet sind. Zur Montage des Sammelschienenmoduls werden dann die Leiterschienen, welche bevorzugt über die Halter bereits relativ zueinander fixiert sind, in die im Gehäuse angeordneten kammförmigen Halteelemente geschoben und hierdurch sehr stabil, auch für den Schockfall, fixiert.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die erste Leiterschiene und die dritte Leiterschiene in Längsrichtung so übereinander angeordnet sind, dass die seitlichen Flächen der Leiterschienen jeweils in einer Fläche angeordnet sind. Die zweite Leiterschiene ist in Längsrichtung versetzt angeordnet, insbesondere um die Länge des eines der Leiterschienenverbindungselemente versetzt, bevorzugt um die Länge des ersten H-Förmigen Klemmmoduls oder des zweiten H-förmigen Klemmmoduls. Durch den Versatz wird in der Höhe Platz und Abstand zwischen den Klemmen geschaffen und so in der Gesamthöhe des Bauteils Raum gewonnen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Sammelschienenmodul einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten elektrischen Anschluss auf. Der erste, der zweite, der dritte und der vierte elektrische Anschluss sind an den vier Ecken eines Rechtsecks, beispielsweise und bevorzugt eines Quadrats, angeordnet. Der erste elektrische Anschluss ist mit der ersten Leiterschiene verbunden, der zweite und der dritte elektrische Anschluss sind mit der zweiten Leiterschiene verbunden und der vierte elektrische Anschluss ist mit der dritten Leiterschiene verbunden. Der erste elektrische Anschluss und der vierte elektrische Anschluss liegen sich diagonal gegenüber, ebenso liegen sich der zweite elektrische Anschluss und der dritte elektrische Anschluss diagonal gegenüber. Durch diese Anordnung kann ein streufeldarmes Anschlusskabel verwendet werden, welches einen Batteriestrang mit der Sammelschiene verbindet, bei dem vier Adern verwendet werden, wobei die verschiedenen Pole jeweils direkt zueinander benachbart sind und gleiche Pole sich jeweils diagonal gegenüberliegen. Elektrisch wären der zweite und der dritte elektrische Anschluss redundant, einer wäre also verzichtbar, wenn die Verbindungen des betreffenden Pols an einen gemeinsamen elektrischen Anschluss angeschlossen würden. Durch diesen zusätzlichen Anschluss kann aber das Anschlusskabel streufeldarm ausgeführt sein.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die erste Leiterschiene, die zweite Leiterschiene und die dritte Leiterschiene in einem Gehäuse angeordnet. Das Gehäuse ist in Längsrichtung an den beiden Stirnseiten offen. Hierdurch können die Sammelschienenmodule miteinander verbunden werden. Das Gehäuse ist so ausgeformt, dass das eine Ende des Gehäuses eines ersten Sammelschienenmoduls in das gegenüberliegende Ende des Gehäuses eines zweiten Sammelschienenmoduls eingeschoben werden kann. Hierdurch ist eine erleichterte Montage unter den sehr beengten Bedingungen des Batterieraumes möglich.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuse ein Verbindungselement auf, welches über zwei benachbarte Gehäuse greift und die beiden benachbarten Gehäuse dadurch verbindbar sind. Besonders bevorzugt ist das Verbindungselement ein verschiebbares Verbindungselement, welches über dem Gehäuse angeordnet ist und durch Verschieben über ein weiteres benachbartes Gehäuse verbringbar ist, sodass diese beiden Gehäuse dann über das Verbindungselement miteinander verbunden werden können.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Batterieraum eines Unterseebootes. Der Batterieraum weist eine Vielzahl an Batteriesträngen auf, wobei jeder Batteriestrang aus drei bis zehn Batteriemodulen aufgebaut ist. In jedem Batteriemodul sind eine Mehrzahl an Sekundärelementen, bevorzugt auf Lithium-Basis, elektrisch wenigstens teilweise in Reihe geschaltet, um eine hohe Spannung zu erreichen. Zur Erreichung höherer Ströme können weiter mehrere in Reihe geschaltete Gruppen von Sekundärelementen parallel zueinander geschaltet sein. Die Batteriemodule weisen eine Längsrichtung auf. Somit weist das Batteriemodul in Längsrichtung eine erste Länge auf. Die Längsrichtung der Batteriemodule ist parallel zur Längsrichtung des Unterseebootes angeordnet. Die Batteriestränge sind über eine Sammelschiene mit dem Bordnetz verbunden, wobei die Sammelschiene aus erfindungsgemäßen Sammelschienenmodulen aufgebaut ist. Die Sammelschienenmodule weisen eine zweite Länge auf. Die zweite Länge ist die Länge der Sammelschiene in Längsrichtung, also deren größte horizontale Ausdehnung. Die Sammelschienenmodule sind mit ihrer Längsrichtung parallel zur Längsrichtung des Unterseebootes angeordnet. Die zweite Länge entspricht einem ganzzahligem Vielfachen der ersten Länge zuzüglich dem Abstand zwischen den Batteriesträngen in Längsrichtung. Die Länge der Sammelschienenmodule ist dadurch auf die Länge der Batteriemodule abgestimmt. Hierdurch wird der modulare Charakter insbesondere für eine Nachrüstung in bereits bestehende Unterseeboote verbessert. So können in verschiedenen Booten mit einer unterschiedlichen Länge leicht die passende Zahl sowohl an Batteriesträngen als auch an Sammelschienenmodulen eingebracht werden. Außerdem wird hierdurch eine Länge erreicht, die wenigstens durch das gleiche Luk wie die Batteriemodule einbringbar sind.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung entspricht die zweite Länge der ersten Länge zuzüglich dem Abstand zwischen den Batteriesträngen oder dem doppelten der ersten Länge zuzüglich dem Abstand zwischen den Batteriesträngen. Bei größeren Längen wird die Lukgängigkeit erschwert, was eine Nachrüstung erschwert. Die Länge entspricht dabei bevorzugt höchstens der lichten Höhe des Batterieraums. Wesentlich ist hier somit die Abstimmung der Ausmaße des Sammelschienenmoduls auf die Geometrie der Batteriestränge.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Leiterschienen der Sammelschiene über flexible Leiterbahnen mit dem Bordnetz verbunden. Durch diese Verbindung wird die Verbindung auch im Schockfall sichergestellt. Außerdem können hierüber auch thermische Ausdehnungen, beispielsweise auf durch unterschiedliche Ströme erzeugte unterschiedliche Temperaturen, kompensiert werden. Weiter ermöglicht dieses eine flexiblere Anbindung an das Bordnetz, um beispielsweise flexibler auf Höhenunterschiede im Anschlussbereich reagieren zu können. Daher ist in dieser Ausführungsform die Sammelschiene mit allen Sammelschienenmodulen über schocksichere Lagerungen mit dem Druckkörper des Unterseebootes verbunden.
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Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Sammelschienenmodul verwendet, um nach der Umrüstung eines mit Bleiakkumulatoren ausgestatteten Batterieraumes eines Unterseebootes auf Batteriemodule auf Lithium-Basis die Stränge aus Batteriemodulen mit dem Bordnetz zu verbinden. Somit dient das Sammelschienenmodul insbesondere als Nachrüstbauteil, um ein bisher mit Bleiakkumulatoren ausgestattetes Unterseeboot für die Verwendung von Lithium-Akkumulatoren umzurüsten und so insbesondere die getauchte Reichweite zu steigern.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die erste Leiterschiene und die dritte Leiterschiene durch eine elektrische Verbindung mit einander verbunden. Hierdurch soll sichergestellt werden, dass die erste Leiterschiene und die dritte Leiterschiene auf dem gleichen Potential liegen und den gleichen Stromfluss aufweisen. Hierzu weist die elektrische Verbindung bevorzugt einen möglichst geringen elektrischen Widerstand auf. Wird beispielsweise nach Abschaltung einzelner Batteriemodule oder Batteriestränge nur in die erste Leiterschiene oder nur in die dritte Leiterschiene eingespeist, so erfolgt ein Ausgleich durch die elektrische Verbindung. Daher ist es vorteilhaft, wenn die elektrische Verbindung möglichst nahe am Punkt der Einspeisung ist, um die Unterschiede möglichst schnell ausgleichen zu können.
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Nachfolgend ist das erfindungsgemäße Sammelschienenmodul anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- 1 Sammelschienenmodul
- 2 Sammelschienenmodul mit transparenter Frontwand
- 3 Sammelschienenmodul mit transparenter Frontwand, perspektivisch
- 4 Batterieraum
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In 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Sammelschienenmodul 10. Da durch das Gehäuse 90 der innere Aufbau des Sammelschienenmoduls 10 nicht erkennbar ist, wurde die Frontseite des Gehäuses in 2 und 3 transparent dargestellt, um den inneren Aufbau zu sehen. 2 und 3 zeigen ein identisches Sammelschienenmodul 10 aus leicht unterschiedlichen Perspektiven. Die Beschreibung des Sammelschienenmoduls 10 wird im Folgenden gemeinschaftlich anhand der 1, 2 und 3 zusammen und nicht getrennt nach den Figuren durchgeführt.
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In der Mitte ist die zweite Leiterschiene 30 angeordnet, die oberhalb und unterhalb seitlich fluchtend von der ersten Leiterschiene 10 und der dritten Leiterschiene 40 umgeben ist. Die zweite Leiterschiene 30 ist doppelt so dick wie die erste Leiterschiene 20 oder die dritte Leiterschiene 40, sodass die erste Leiterschiene 20 und die dritte Leiterschiene 40 in Summe genauso dick sind die die zweite Leiterschiene 30 und somit den gleichen elektrischen Widerstand aufweisen. Durch die elektrische Verbindung 110 zwischen der ersten Leiterschiene 20 und der dritten Leiterschiene 40 wird sichergestellt, dass diese auf dem gleichen Potential liegen und den gleichen Stromfluss aufweisen und so eine elektromagnetische Abstrahlung minimiert wird. Auf der im Bild rechten Seite der ersten Leiterschiene 20 ist ein erstes H-förmiges Klemmmodul 120 angeordnet, auf der zweiten Leiterschiene 30 ist ein zweites H-förmiges Klemmmodul 130 angeordnet und auf der dritten Leiterschiene 40 ist ein erstes H-förmiges Klemmmodul 140 angeordnet. Zusätzlich weist das Gehäuse 90 an dieser Seite eine Gehäuseerweiterung 92 auf, sodass ein weiteres Modul hier vergleichsweise einfach hineingesteckt werden kann und sowohl eine elektrische Verbindung aller Leiterschienen 20, 30, 40 sowie der Gehäuse 90 hergestellt wird, was die Montage unter räumlich beengten Bedingungen stark vereinfacht.
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Zur Erhöhung der Stabilität sind zwischen den Leiterschienen 20, 30, 40 Isolatoren angeordnet. Diese können beispielsweise aus Gummi bestehen und weisen so im Schockfall eine zusätzlich elastische Lagerung auf.
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Die elektrischen Anschlüsse 50, 60, 70, 80 sind im gezeigten Beispiel wie folgt mit den Leiterschienen 20, 30, 40 verbunden: links unten ist der erste elektrische Anschluss 50 mit der ersten Leiterschiene 20 verbunden, rechts unten ist der zweite elektrische Anschluss 60 mit der zweiten Leiterschiene 30 verbunden, links oben ist der dritte elektrische Anschluss 70 mit der zweiten Leiterschiene 30 verbunden und rechts oben ist der vierte elektrische Anschluss 80 mit der dritten Leiterschiene 40 verbunden. Hierdurch ergibt sich eine Anordnung, die den Anschluss extrem streufeldarm ermöglicht. Alternativ kann das Quadrat, in dem die elektrischen Anschlüsse 50, 60, 70, 80 angeordnet sind, auch beispielsweise um 45 ° gedreht angeordnet sein.
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Ein Batterieraum eines Unterseebootes ist in 4 gezeigt, genauer genommen ist eine Ecke des Batterieraumes gezeigt. Erkennbar sind im gezeigten Beispiel Batteriemodule 200, die durch die Form des umgebenden Druckkörpers treppenförmig angeordnet sind. In den schmalen Raum zwischen den Batteriemodulen 200, dem nicht gezeigten Druckkörper und der nicht gezeigten Decke wird die Sammelschiene aus Sammelschienenmodulen 10 angeordnet. Im gezeigten Beispiel ist der Abstand zwischen der Oberseite der Batteriemodule 200 an der Außenseite und der nicht gezeigten Decke etwa ein halber Meter. Hieraus ist ersichtlich, dass gerade bei der Montage der Sammelschiene sehr wenig Platz zur Verfügung steht. Die Sammelschienenmodule 10 sind über schocksichere Lagerungen 210 mit den Batteriemodulen 200 verbunden.
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Zur Anbindung an das Bordnetz 250 sind die Leiterschienen 20, 30, 40 über flexible Leiterbahnen 220, 230, 240 verbunden. Die flexiblen Leiterbahnen 220, 230, 240 ermöglichen eine gewisse Bewegung auch im Schockfall und stellen so die Funktionalität auch im Ausnahmezustand sicher. Beispielsweise ist die zweite Leiterschiene 30 über ein zweites H-förmiges Klemmmodul 130 mit der zweiten flexiblen Leiterbahn 230.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Sammelschienenmodul
- 20
- erste Leiterschiene
- 30
- zweite Leiterschiene
- 40
- dritte Leiterschiene
- 50
- erster elektrischer Anschluss
- 60
- zweiter elektrischer Anschluss
- 70
- dritter elektrischer Anschluss
- 80
- vierter elektrischer Anschluss
- 90
- Gehäuse
- 92
- Gehäuseerweiterung
- 100
- Isolator
- 110
- elektrische Verbindung
- 120
- erstes H-förmiges Klemmmodul
- 130
- zweites H-förmiges Klemmmodul
- 140
- erstes H-förmiges Klemmmodul
- 200
- Batteriemodul
- 210
- Schocksichere Lagerung
- 220
- erste flexible Leiterbahn
- 230
- zweite flexible Leiterbahn
- 240
- dritte flexible Leiterbahn
- 250
- Bordnetz
