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Die Erfindung geht aus von einem Modulanschlusssystem für Energiespeichersysteme nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1. Weiter geht die Erfindung aus von einem Anschlussgehäuse für ein Modulanschlusssystem gemäß Anspruch 10.
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Derartige Modulanschlusssysteme beispielsweise werden benötigt, um Module elektrischer Energiespeicher leitend miteinander zu verbinden. Anschlussgehäuse für diese Modulanschlusssysteme ermöglichen eine erfindungsgemäße Variabilität bei der Verbindung der Module miteinander, beziehungsweise mit der Zuführ- und/ oder Abnahmevorrichtung.
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Stand der Technik
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Energiespeicher, insbesondere für elektrische Energie, erfreuen sich insbesondere aufgrund einer Energiewende besonderer Beliebtheit. Sowohl im industriellen Umfeld, als auch in privaten Bereichen werden Energiespeicher eingesetzt, um beispielsweise Energie durch Photovoltaikanlagen für den Eigenbedarf zu speichern. Solche Energiespeicher sind zumeist modular aufgebaut, das heißt, es werden mehrere Speichermodule in einem Schaltschrank, beispielsweise bekannt durch die
DE 10 2015 105 482 A1 und auch als Rack bezeichnet, verbaut und miteinander elektrisch Leitend verbunden.
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Nachteilig ist hierbei für die Verbindung der Module untereinander ein verhältnismäßig geringer Bauraum zwischen den einzelnen Modulen. Durch diesen geringen Bauraum gestaltet es sich mitunter schwierig, die Leiter, ausgeführt als ummantelte Kabel, beispielsweise von einem oberen Modul zu einem direkt darunterliegenden Modul zu verbinden und gleichzeitig gegen Verschmutzung und/ oder Fluide, insbesondere Wasser abzuschirmen. Bekannte Lösungen im Stand der Technik bieten üblicherweise die Möglichkeit, eine sogenannte Kabelverschraubung einzusetzen. Diese Kabelverschraubungen verlängern jedoch die Modulanschlussgehäuse, was aufgrund des zuvor erwähnten, geringen Bauraums die Montage erschwert, stellenweise sogar unmöglich gestaltet.
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Aufgabenstellung
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Modulanschlusssystem zur elektrischen Verbindung elektrischer Energiespeicher anzubieten, welches variable Befestigungsmöglichkeiten und Dichtungsmöglichkeiten, insbesondere gegen Fluide im flüssigen Zustand, ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein korrespondierendes Anschlussgehäuse für Modulanschlüsse elektrischer Energiespeicher offengelegt wird, welches verschiedene Befestigungsmöglichkeiten eines Modulanschlusssystems und mehr als eine Möglichkeit zur Dichtung anbietet.
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Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Modulanschlusssystem für elektrische Energiespeichersysteme weist zumindest zwei Anschlussblenden, zumindest zwei Anschlussgehäuse pro Anschlussblende, zumindest zwei Leitungsfixierungen, zumindest drei Leitungen und zumindest ein Dichtungselement auf, wobei die Anschlussblenden jeweils zumindest zwei Anschlusskontakte aufnehmen, sodass eine Verbindung zwischen zumindest zwei Energiespeichermodulen hergestellt werden kann und wobei die Anschlusskontakte von je zumindest zwei Anschlussbefestigungen umgeben sind, welche ihrerseits mit Gehäusebefestigungen der Anschlussgehäuse zur Befestigung des Anschlussgehäuses auf der jeweiligen Anschlussblende vorgesehen sind und wobei die Anschlussgehäuse zur Aufnahme einer Leitungsfixierung und/ oder zur Aufnahme eines Dichtungselements vorgesehen sind. Als elektrisches Energiespeichersystem sind insbesondere stationäre Energiespeicher gemeint, beispielsweise zur Speicherung von elektrischer Energie aus Photovoltaikanlagen. Derartige elektrische Energiespeicher sind üblicherweise in Form eines Schaltschranks aufgebaut, welcher mit verschiedenen Modulen, üblicherweise gleicher Bauart, bestückt ist.
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Diese Module werden miteinander im Schaltschrank verbunden um eine verbesserte Kapazität erreichen zu können. Unter dem Begriff Anschlussblende sei ein Element gemeint, welches im Energiespeicher/ Schaltschrank vor ein Energiespeichermodul montiert wird, um das Modul vor Fremdeinflüssen abzuschirmen und die Anschlussmöglichkeiten eindeutig zu präsentieren. Als Leitungsfixierung seien Zugentlastungen, Knickschutze und insbesondere Kabelverschraubungen zu verstehen. Diese sind gemäß der Erfindung lösbar mit dem Anschlussgehäuse verbindbar. Der Begriff Anschlussgehäuse bezeichnet ein mit der Anschlussblende lösbar verbindbares Gehäuse, welches die Anschlusskontakte in sich aufnehmen und gegen Fremdeinflüsse, insbesondere Verschmutzungen wie Staub und flüssige Fluide wie beispielsweise Wasser, schützt. Unter Leitungen seien ummantelte, bzw. nach außen isolierte elektrische Kabel zu verstehen, üblicherweise mit einem Leiter, jedoch denkbar mit mehreren Leitern ausgeführt. Der Begriff Dichtungselement bezieht sich auf Schutzhüllen, welche zusätzlich über eine Leitung gebracht werden. Beispiele hierfür sind Kunststoffschläuche, Gewebeschläuche oder Gummischläuche. Als Anschlussbefestigung sind Mittel gemeint, welche eine Verbindung der Anschlussgehäuse mit den Anschlussblenden ermöglichen. Hierzu können Schrauben, Bolzen, ineinandergreifende Rasthaken oder Bajonettverschlusselemente eingesetzt werden. Andere einsetzbare Befestigungsmittel sind dem Fachmann bekannt.
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Eine weitere Ausführungsform sieht die Anschlussgehäuse zumindest zweiteilig ausgeführt vor, wobei die Anschlussgehäuse zumindest einen Gehäusedeckel und einen Gehäusekörper aufweisen, wobei der Gehäusedeckel zumindest eine Deckelbefestigung aufweist, welche mit einer korrespondierenden Körperbefestigung des Gehäusekörpers in Verbindung gebracht wird und wobei Gehäusedeckel und Gehäusekörper einen Hohlraum zur Aufnahme eines Leistungskontaktes bilden. Zum verbesserten Schutz gegen Verschmutzung und Wasser wird vorgeschlagen, dass zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäusekörper eine Gehäusedichtung angeordnet wird. Diese kann in geschickter Weise in dem Gehäusedecken und/oder dem Gehäusekörper eingelassen sein.
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Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass die Anschlussbefestigungen in Zusammenspiel mit den Gehäusebefestigungen die Ausrichtung jedes Anschlussgehäuses in zumindest drei in einer gemeinsamen Ebene liegenden Richtungen ermöglicht, wobei die Ebene gebildet wird durch die Kontaktfläche der Anschlussblende mit den Anschlussgehäusen. Um eine sinnvolle Abdichtung gegen Umwelteinflüsse zu erreichen, wird vorgeschlagen, zwischen dem Anschlussgehäuse und der Anschlussblende eine Anschlussdichtung anzuordnen.
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In einer sinnvollen Ausführungsform weist das Anschlussgehäuse zumindest ein Gewinde zur Aufnahme einer Leitungsfixierung auf. Dadurch können beispielsweise Überwurfmuttern mit einem Dichtelement eingesetzt werden, um als Kabelverschraubung eingesetzt zu werden, wodurch eine angeschlossene Leitung ausreichend gegen Fremdkörper und Verschmutzung abgedichtet wird.
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In geschickter Weise weist das Anschlussgehäuse in einer Ausführungsform ein Innengewinde zur Aufnahme einer Leitungsfixierung auf. Somit ist das Anschlussgehäuse zu einer Aufnahme einer Kabelverschraubung mit Außengewinde ausgelegt, sodass eine angeschlossene Leitung ausreichend gegen Fremdkörper und Verschmutzung abgedichtet wird.
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Weiterhin sieht eine Ausführungsform vor, dass das Anschlussgehäuse einen Kabelabgang aufweist, wobei der Kabelabgang zumindest eine Fixierform aufweist. Als Fixierform sind insbesondere Formelemente gemeint, welche eine umschließende Fixierung, beispielsweise in Form einer Schlauchschelle oder eines Kabelbinders aufnehmen können.
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Eine Ausführungsform sieht weiterhin vor, dass die Fixierform ausgelegt ist, eine umringende Fixierung daran zu hindern, sich von dem Anschlussgehäuse zu lösen. Insbesondere sieht eine Ausführungsform vor, dass die Fixierform an dem Anschlussgehäuse als umlaufende Erhebung ausgeführt ist. Alternativ sieht eine Ausführungsform vor, dass die Fixierform an dem Anschlussgehäuse als umlaufende Vertiefung ausgeführt ist. Hierdurch können zuvor erwähnte Fixierungen, beispielsweise Kabelbinder, von versehentlichem Lösen vom Anschlussgehäuse gehindert werden.
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Die Erfindung sieht, passend zum Modulanschlusssystem, ein Anschlussgehäuse für den Anschluss zumindest einen elektrischen Leiters an ein Modul eines Energiespeichersystems gemäß der vorstehenden Beschreibung vor, aufweisend zumindest einen Gehäusekörper und zumindest einen Gehäusedeckel, wobei Gehäusekörper und Gehäusedeckel miteinander verbindbar ausgeführt sind und im Verbundenen Zustand einen im Wesentlichen abgedichteten Innenraum bilden, wobei das Anschlussgehäuse zumindest einen Kabelabgang ausbildet und wobei der Kabelabgang dazu ausgelegt ist, zumindest eine Leitungsfixierung aufzunehmen und zusätzlich zumindest eine Fixierform aufweist. Als Leitungsfixierung sind Fixierelemente und Dichtelemente vergleichbar einer Kabelverschraubung zu verstehen. Als Fixierform sind Formelemente an dem Kabelabgang zu verstehen, welche umgreifende Fixierelemente wie Kabelbinder oder Schlauchschellen zumindest teilweise aufnehmen und somit ein versehentliches Entfernen und/ oder Lösen von dem Kabelabgang verhindern.
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Figurenliste
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Modulanschlusssystems;
- 2 eine perspektivische Ansicht zweier verbundener Anschlussblenden mit geschlossenen Anschlussgehäusen;
- 3 eine perspektivische Ansicht zweier verbundener Anschlussblenden mit geöffneten Anschlussgehäusen;
- 4 eine perspektivische Ansicht einer Anschlussblende mit Anschlussgehäuse;
- 5 eine perspektivische Ansicht einer Anschlussblende mit Anschlussgehäuse und sichtbarem Anschlusskontakt.
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Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
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Die 1 zeigt ein Modulanschlusssystem bestehend aus mehreren Anschlussblenden 1, welche jeweils mittels zumindest zwei Anschlussgehäusen 2 und 2` versehen sind. Die dargestellten Anschlussgehäuse 2 und 2' nehmen jeweils Leitungen 4 auf und dichten den Übergang der Leitungen 4 zu den Anschlusskontakten 10 der Energiespeichermodule (nicht dargestellt) durch Leitungsfixierungen 3, oder im Fall des Anschlussgehäuses 2' durch ein Dichtelement 5 ab.
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In der 2 sind zwei Anschlussblenden 1 ausschnittsweise dargestellt, wobei das Hauptaugenmerk auf den Anschlussbereich der Anschlusskontakte 10 liegt. Dabei sind zwei der vier Anschlusskontakte 10 frei sichtbar und ragen aus den Anschlussblenden 1 hervor. Im Bereich der Anschlusskontakte 10 lässt sich eine Verformung 12, in diesem Fall einer Wölbung, oberhalb und unterhalb der Anschlusskontakte 10 erkennen. Zwei Anschlusskontakte 10 sind mit einem Anschlussgehäuse 2 und 2' versehen, wobei die Anschlussgehäuse 2 und 2' aus jeweils zwei Bauteilen bestehen. Diese werden in der Darstellung als Gehäusedeckel 20 und 20' und Gehäusekörper 21 und 21' gezeigt. Die Gehäusekörper 21 und 21' weisen in Richtung Anschlussblende 1 eine um die Auslassung in der Anschlussblende 1 für den Anschlusskontakt 10 eine etwa scheibenförmige Anformung mit Durchlassöffnung zur Gehäusebefestigung 25 auf. Durch Bolzen, Splinte, Nieten, Schrauben oder ähnliche Fixierungselemente lässt sich das Anschlussgehäuse 2, sowie das Anschlussgehäuse 2` durch die Gehäusebefestigung 25 an der jeweiligen Anschlussblende 1 befestigen. Die Anschlussgehäuse 2 und 2' nehmen in sich je ein Ende einer Leitung 4 in Form eines ummantelten Kabels auf, was in 3 deutlich zu erkennen ist. Die Kabelenden sind jeweils mit einem Leitungskontakt 23, als Kabelschuh ausgeführter Crimpkontakt mit Bohrung für den Anschlusskontakt 10, versehen und an den Leitungskontakten 10 mit einer Kontaktfixierung 24 befestigt, wobei im dargestellten Fall eine Mutter zur Befestigung eingesetzt wird. Weiterhin ist in der 2, sowie in der 3 zu erkennen, dass die Gehäusekörper 21 und 21' ein mit Dichtungsfixierungen 6 an den Gehäusekörpern 21 und 21' fixiertes Dichtungselement 5 aufnehmen. Bei dem Dichtungselement 5 handelt es sich im dargestellten Beispiel um einen einfachen, elastischen Gummibalg. Alternativ sind Wellrohrschlauch, Gummischlauch oder Kunststoffschläuche denkbar und können positive Effekte mit sich bringen.
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In der 4 wird verdeutlicht, wie ein erfindungsgemäßes Anschlussgehäuse 2 sinnvollerweise ausgestalte sein kann. Dabei besteht, wie zuvor erwähnt, ein Anschlussgehäuse 2 aus einem Gehäusedeckel 20 und einem Gehäusekörper 21, welche beispielsweise durch angeformte Befestigungsmittel miteinander verbunden werden. In der dargestellten Ausführungsform weist der Gehäusedeckel 20 je Längsseite zumindest zwei Deckelbefestigungen 26 auf, welche mit korrespondierenden Körperbefestigungen 27 des Gehäusekörpers 21 verbindbar ausgeführt sind. Im dargestellten Fall werden Laschen mit passender Durchgangsöffnung für die Deckelbefestigung 26 genutzt, während der Gehäusekörper 21 mit vergleichsweise einfachen, als Rasthaken ausgeführten Körperbefestigungen 27 versehen ist.
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Der Gehäusekörper 21 weist weiterhin eine zur Anschlussblende 1 weisende, scheibenförmige Anformung auf, welche mit, als Durchgangsöffnung versehenen Gehäusebefestigungen 25 ausgeführt ist. Die Gehäusebefestigungen 25 befinden sich beidseitig des Gehäusekörpers 21. Im dargestellten Fall lässt sich das Anschlussgehäuse 2 mit einfachen Schrauben an der entsprechenden Anschlussblende 1 befestigen. Weiterhin wird deutlich, dass der Gehäusekörper 21 an einem Ende einen Leitungsabgang 29 aufweist. Dieser Leitungsabgang 29 ist mit verschiedenen Mitteln ausgeführt, um sowohl eine Leitungsfixierung 3, als auch ein Dichtungselement 5 aufzunehmen. Für die Leitungsfixierung 3 ist ein Innengewinde im Leitungsabgang 29 vorgesehen, sodass die Leitungsfixierung 3, ausgeführt als Kabelverschraubung, dichtend mit dem Anschlussgehäuse 2 verbindbar ist. Weiterhin weist der Leitungsabgang 29 eine Fixierform 28 auf, beispielhaft dargestellt als umlaufende Hervorhebung, oder Wulst am Ende des Leitungsabgangs.
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Diese Fixierform 28 ermöglicht eine besonders gute Fixierung eines Dichtelements 5 an dem jeweiligen Anschlussgehäuse 2, wie in 5 deutlich wird. Eine Dichtungsfixierung 6, in den Darstellungen als Schlauchschelle oder Kabelbinder ausgeführt, kann durch die Einbringung der Fixierform 28 nach der Montage der Leitungen 4 und darübergelegtem Dichtungselement 5, einfach, schnell und kostengünstig an dem Leitungsabgang 29 angebracht werden. Hierbei wird ein eingesetztes Dichtelement 5 mit dem Leitungsabgang 29 verlustsicher verbunden. Weiterhin wird in der 5 der sinnvolle Einsatz eines Dichtungselements 5 nahegelegt. Bei kurzen Distanzen, wie sie beispielsweise bei einer Verbindung von zwei direkt nebeneinander/ untereinander angeordneten Energiespeichermodulen auftreten, lässt sich eine Leitungsfixierung 3 nicht sinnvoll einsetzten, ohne die Montage in absurden Maße zu verkomplizieren.
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Die 1 und 5 weisen auf einen weiteren Vorteil des erfindungsgemäßen Modulanschlusssystems hin. Die Anschlussblenden 1 weisen um die Anschlusskontakte 10 eine Mehrzahl von Anschlussbefestigungen 11 auf. Diese sind dabei in geschickter Weise derart angeordnet, dass ein Anschlussgehäuse 2 an der Anschlussblende 1 in verschiedenen Ausrichtungen befestigt werden kann. Durch die Ausführung mit sechs achssymmetrisch angeordneten Anschlussbefestigungen lässt sich ein Anschlussgehäuse 2 mit 2 korrespondierend achssymmetrischen Gehäusebefestigungen 25 in sechs Ausrichtungen an der Anschlussblende 1 befestigen. Im gezeigten Beispiel handelt es sich dabei um die möglichen Ausrichtungen 0°, 30°, 150°, 180°, 210° und 330°.
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Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anschlussblende
- 10
- Anschlusskontakt
- 11
- Anschlussbefestigung
- 12
- Verformung
- 13
- Anschlussdichtung
- 2
- Anschlussgehäuse
- 20
- Gehäusedeckel
- 21
- Gehäusekörper
- 22
- Gehäusedichtung
- 23
- Leitungskontakt
- 24
- Kontaktfixierung
- 25
- Gehäusebefestigung
- 26
- Deckelbefestigung
- 27
- Körperbefestigung
- 28
- Fixierform
- 29
- Leitungsabgang
- 3
- Leitungsfixierung
- 4
- Leitung
- 5
- Dichtungselement
- 6
- Dichtungsfixierung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015105482 A1 [0003]
