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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Doppelstromschiene mit Toleranzausgleich.
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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit Bordnetzen für elektrische Fahrzeuge beschrieben.
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In einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug kann Antriebsenergie beziehungsweise Bremsenergie über Stromschienen anstatt Kabeln zwischen Antrieb, Leistungselektronik und Traktionsbatterie übertragen werden. Das Fahrzeug kann dabei je eine Stromschiene für ein Pluspotenzial und je eine Stromschiene für ein Minuspotenzial aufweisen, da die hohen elektrischen Spannungen und Stromflüsse zum Übertragen der Antriebsenergie beziehungsweise der Bremsenergie nicht über eine Karosserie des Fahrzeugs geleitet werden können.
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Die Stromschienen sind dabei aus Metallblech ausgeschnittene massive Streifen Kupfer oder Aluminium. Ein Leitungsquerschnitt der Stromschienen ergibt sich aus einer Materialstärke und einer Breite der Streifen. Die Stromschienen können eine geringe Aufbauhöhe aufweisen, wodurch im Fahrzeug nur wenig Raum durch die Stromschienen belegt wird.
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Die Stromschienen für Pluspol und Minuspol können nebeneinander und beabstandet zueinander angeordnet sein. Dadurch weisen die die Stromschienen eine besonders geringe Aufbauhöhe auf. Bei den nebeneinander verlaufenden Stromschienen können elektromagnetische Auskopplungen nicht vermieden werden, weshalb eine separate Abschirmung erforderlich sein kann.
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Die elektromagnetischen Auskopplungen beziehungsweise Abstrahlungen können im Wesentlichen vollständig kompensiert werden, wenn die Stromschienen so nah wie möglich aneinander angeordnet sind. Insbesondere können die Stromschienen übereinandergestapelt werden. Die gestapelten Stromschienen können dabei als Doppelstromschienen bezeichnet werden.
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Beschreibung der Erfindung
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine verbesserte Doppelstromschiene bereitzustellen. Eine Verbesserung kann hierbei beispielsweise einen verbesserten Längenausgleich und/oder Winkelausgleich betreffen.
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Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
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Eine Doppelstromschiene weist durch zwei eng übereinander angeordnete, parallel verlaufende und mechanisch miteinander gekoppelte dicke Metallstreifen und einen zwischen den Metallstreifen angeordneten, für KFZ-Hochvoltspannung bis zu 1000 Volt geeigneten Isolator eine hohe mechanische Stabilität auf. Durch relative Längendifferenzen, beispielsweise aufgrund einer anderen thermischen Ausdehnung der Doppelstromschiene als tragende Bauteilen einer Karosserie des Fahrzeugs können hohe Kräfte resultieren und Befestigungspunkte der Doppelstromschiene an der Karosserie belasten. Durch die Längendifferenz kann die Doppelstromschiene zwischen zwei Befestigungspunkten senkrecht zu einer Flachseite der Metallstreifen ausbauchen, wenn nicht zumindest einer der Befestigungspunkte die Längendifferenz kompensieren kann.
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Diese Längendifferenzen können zwischen den Befestigungspunkten beispielsweise durch einen Mäander oder zumindest zwei gegenläufige Biegestellen in der Doppelstromschiene absorbiert werden, um die Befestigungspunkte zu entlasten. Wenn der Mäander mit Stromschienen aus massivem Vollmaterial ausgeführt ist, ist er sehr biegesteif. Dadurch sind für das Absorbieren der Längendifferenz hohe Biegewiderstände zu überwinden, was die Befestigungspunkte weiterhin belastet.
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Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird zwischen zwei Befestigungspunkten ein Toleranzausgleichselement in der Doppelstromschiene angeordnet. Das Toleranzausgleichselement weist einen gegenüber der Doppelstromschiene einen wesentlich geringeren Biegewiderstand auf. Der verringerte Biegewiderstand wird durch eine Aufteilung eines jeweiligen Leitungsquerschnitts der beiden Metallstreifen der Doppelstromschiene auf mehrere kleinere Leitungsquerschnitte erreicht. Der Biegewiderstand sinkt dabei mit einer Dicke der Leitungsquerschnitte. Die mehreren kleinen Leitungsquerschnitte werden durch eng übereinanderliegende, im Wesentlichen gleichartige Lamellen bereitgestellt. Die Lamellen sind dabei dünne Streifen aus Metallblech. Die Lamellen können durch geringe Kräfte senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene gebogen werden. Die mit jeweils einem der dicken Metallstreifen verbundenen Lamellen liegen auf dem gleichen elektrischen Potenzial und können unisoliert aneinander anliegen und ein Lamellenpaket bilden. Lediglich zwischen den auf unterschiedlichen elektrischen Potenzialen liegenden Lamellenpaketen ist eine an die zu übertragende KFZ-Hochvoltspannung angepasste Isolierung erforderlich. Damit Längenänderungen der Doppelstromschiene nicht auf gestreckte, ebene Lamellen wirken und diese somit nicht auf Zug belasten oder zum undefinierten Ausbauchen zwingen können, sind die Lamellen im Verlauf des Toleranzausgleichselements zumindest zweimal in entgegengesetzte Richtungen gebogen.
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Alternativ kann zwischen einzelnen Biegestellen ein weiteres Teilstück der Doppelstromschiene angeordnet sein.
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Durch den hier vorgestellten Ansatz kann die Belastung der Befestigungspunkte wesentlich reduziert werden. Die Doppelstromschiene kann durch das Toleranzausgleichselement im Bereich des Toleranzausgleichselements flexibel sein. Der enge, parallele Verlauf der elektrischen Leiter kann dabei auch im Bereich des Toleranzausgleichselements gewährleistet werden. Durch den kontinuierlich engen, parallelen Verlauf der Leiter über das Toleranzausgleichselement hinweg können elektromagnetische Abstrahlungen auch im Bereich des Toleranzausgleichselements im Wesentlichen verhindert werden.
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Es wird eine Doppelstromschiene mit Toleranzausgleich vorgeschlagen, wobei die Doppelstromschiene zum Kompensieren von elektromagnetischen Abstrahlungen durch gegenseitige Auslöschung zwei voneinander elektrisch isolierte, parallel verlaufende, mit Flachseiten möglichst nah übereinander gestapelte, massive Flachleiter mit für hohe Stromflüsse ausgelegten, insbesondere gleichen Leitungsquerschnitten aufweist, wobei die Doppelstromschiene als Toleranzausgleichselement für den Toleranzausgleich und für das durchgängige Kompensieren der Abstrahlungen zwischen zwei Teilstücken der Doppelstromschiene zwei parallel verlaufende, mit Flachseiten möglichst nah übereinander gestapelte Lamellenpakete aus je zumindest zwei parallel verlaufenden, mit Flachseiten übereinander angeordneten Lamellen und einen zwischen den Lamellenpaketen parallel zu den Lamellenpaketen verlaufenden Isolator aus einem Kunststoffmaterial aufweist, wobei je ein Lamellenpaket elektrisch leitend mit zwei Teilstücken eines der Flachleiter verbunden ist und die Lamellen des Lamellenpakets zusammen zumindest den Leitungsquerschnitt des Flachleiters aufweisen, wobei das Toleranzausgleichselement zumindest zwei Biegestellen in unterschiedliche Richtungen aufweist.
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Eine Doppelstromschiene kann aus zwei flachen, streifenförmigen elektrischen Leitern mit einem dazwischen angeordneten Isolator bestehen. Die Leiter können als Flachleiter bezeichnet werden. Der Isolator ist für KFZ-Hochvoltspannung im Bereich zwischen 400 Volt und 1000 Volt ausgelegt. Die Leiter können je einen Leitungsquerschnitt aufweisen, der zum Übertragen von hohen Leistungen im Bereich von mehreren hundert Kilowatt bei KFZ-Hochvoltspannung ausgelegt ist.
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Die Flachleiter können insbesondere aus einem Kupfermaterial oder einem Aluminiummaterial bestehen. Der Isolator kann aus einem Kunststoffmaterial bestehen. Dabei kann der Isolator beispielsweise aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial oder einem Elastomermaterial sein.
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Der Isolator kann beispielsweise streifenförmig sein und zwischen den Flachleitern angeordnet sein. Die Flachleiter können einzeln durch je eine isolierende Hülle umhüllt sein. Die Hülle kann schlauchförmig sein. Die Hülle kann auch gewickelt sein. Der Isolator kann zwischen den Hüllen der Flachleiter angeordnet sein. Alternativ können die zwei Hüllen zwischen den Flachleitern den Isolator ausbilden. Die Hülle kann den jeweiligen Flachleiter mediendicht umschließen. Die umhüllten, übereinander angeordneten Flachleiter können zusätzlich gebündelt sein. Beispielsweise können die umhüllten Flachleiter durch eine zusätzlich Hülle gebündelt sein oder bewickelt sein. Die Flachleiter können alternativ in den Innenräumen einer näherungsweise 8-förmigen, gemeinsamen isolierenden Hülle angeordnet sein, welche damit auch den Isolator ausbildet.
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Ein Toleranzausgleichselement kann an einer Trennstelle zwischen zwei Teilstücken der Doppelstromschiene angeordnet sein. Das Toleranzausgleichselement kann anstelle der Flachleiter in einer Lücke zwischen den zwei Teilstücken angeordnet sein. Die zwei Teilstücke können an der Trennstelle voneinander beabstandet sein.
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Das Toleranzausgleichselement kann wie die Doppelstromschiene aus zwei flachen, streifenförmigen elektrischen Leitern mit einem dazwischen angeordneten Isolator bestehen. Die Leiter bestehen dabei je aus zumindest zwei im Bereich ihrer Enden elektrisch leitend miteinander verbundenen, gestapelten Lamellen. Die Lamellen sind in einem Bereich zwischen den Enden nicht mechanisch miteinander verbunden. Die gemeinsam gestapelten und elektrisch leitend miteinander verbundenen Lamellen können als Lamellenpaket bezeichnet werden. Jede Lamelle eines Lamellenpakets weist einen Bruchteil des Leitungsquerschnitts auf. Die Lamellenpakete können je aus einer Vielzahl von elektrisch leitend miteinander verbundenen gestapelten Lamellen bestehen. Die Lamellenpakete können beispielsweise aus sechs elektrisch leitend miteinander verbundenen gestapelten Lamellen bestehen. Die Lamellenpakete können auch aus bis zu 50 Lamellen bestehen.
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Die Lamellenpakete des Toleranzausgleichselements sind wie die Leiter der Doppelstromschiene durch einen Isolator beabstandet. Der Isolator kann ebenfalls aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial oder einem Elastomer sein.
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Die Lamellenpakete des Toleranzausgleichselements können stoffschlüssig mit den Flachleitern der Doppelstromschiene verbunden sein. Beispielsweise können die Flachleiter und die Lamellenpakete miteinander verschweißt sein.
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Das Toleranzausgleichselement kann durch die Biegestellen S-förmig oder Z-förmig verlaufen. Die Teilstücke der Doppelstromschiene können vor und nach dem Toleranzausgleichselement im Wesentlichen in gleicher Richtung verlaufen. Die Doppelstromschiene kann am Toleranzausgleichselement einen Höhensprung aufweisen. Die Teilstücke können vor und nach dem Toleranzausgleichselement alternativ auch in unterschiedlichen Richtungen verlaufen. Bei in gleicher Richtung verlaufenden Teilstücken kann das Toleranzausgleichselement insbesondere Längenänderungen der Doppelstromschiene kompensieren. Bei in unterschiedlichen Richtungen verlaufenden Teilstücken kann das Toleranzausgleichselement insbesondere Winkeländerungen kompensieren.
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Zumindest eines der Lamellenpakete kann über eine stumpfe Verbindung mit zumindest einem Ende eines der Teilstücke des Flachleiters verbunden sein. Ebenso können mehrere der Verbindungen stumpf ausgeführt sein. Für eine stumpfe Verbindung können das Lamellenpaket und der Flachleiter auf Stoß beziehungsweise Stirnseite an Stirnseite aneinander ausgerichtet werden und anschließend miteinander verbunden werden. Insbesondere können das Lamellenpaket und der Flachleiter ohne Abstand zueinander angeordnet werden und beispielsweise durch Laserschweißen ohne Zugabe von Schweißhilfsstoffen verschweißt werden. Durch die stumpfe Verbindung ergibt sich kein Höhenversatz an der Verbindungsstelle zwischen dem Lamellenpaket und dem Flachleiter.
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Zumindest eines der Lamellenpakete kann über eine Überblattung mit zumindest einem Ende eines der Teilstücke des Flachleiters verbunden sein. Ebenso können mehrere der Verbindungen als Überblattung ausgeführt sein. Bei einer Überblattung können das Lamellenpaket und der Flachleiter übereinander, also für eine definierte Länge Flachseite an Flachseite angeordnet werden und durch einen der Verbindungspartner hindurch miteinander verbunden werden. Beispielsweise kann durch das Lamellenpaket hindurch geschweißt werden. Dabei können die Lamellen untereinander und mit dem Flachleiter verbunden werden. Die Überblattung kann bei einem geringen Abstand zwischen den Flachleitern verwendet werden.
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Die Flachleiter des Teilstücks der Doppelstromschiene können in einem Endbereich vor der Überblattung divergieren. Dazu kann einer der Flachleiter geringfügig von dem anderen Flachleiter weggebogen sein. Ebenso können beide Flachleiter voneinander weggebogen sein. Durch die Divergenz entsteht zwischen den Flachleitern Raum für die Überblattung.
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Das Toleranzausgleichselement kann an zumindest einer der Biegestellen mindestens um 90° gebogen sein. Durch die zumindest eine im Wesentlichen rechtwinklige Biegestelle kann das Toleranzausgleichselement Längenänderungen verbessert kompensieren.
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Das Toleranzausgleichselement kann durch die Biegestellen mäanderförmig verlaufen. Das Toleranzausgleichselement kann zumindest drei Biegestellen aufweisen. Insbesondere kann das Toleranzausgleichselement fünf oder mehr Biegestellen aufweisen. Durch eine Mäanderform können besonders große Toleranzen ausgeglichen werden. Ein Anteil der auszugleichenden Toleranz pro Biegestelle sinkt mit der Anzahl der Biegestellen.
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Das Toleranzausgleichselement kann an zumindest einer der Biegestellen mindestens um 180° gebogen sein. Durch zumindest eine 180° Biegestelle kann der Mäander eng ausgeführt sein. Das Toleranzausgleichselement kann einen besonders geringen Biegewiderstand aufweisen.
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Zumindest eine der Biegestellen kann scharfkantig sein. Scharfkantige Biegestellen sind einfach herzustellen. Beispielsweise können die Lamellenpakete und der Isolator abgekantet werden.
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Zumindest eine der Biegestellen kann einen Biegeradius aufweisen, der im Wesentlichen einer Breite der Lamellenpakete entspricht. Mit anderen Worten kann die Biegestelle einen großen Biegeradius aufweisen. Durch große Biegeradien kann ein geringer Biegewiderstand erreicht werden.
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Eine Querschnittsfläche des Isolators kann H-förmig sein. Die Lamellenpakete können je in einer Vertiefung zwischen seitlichen Schenkeln des Isolators angeordnet sein. Durch eine H-Form kann eine gute Isolierwirkung erreicht werden. Die seitlichen Schenkel stellen dabei die für KFZ-Hochvoltspannung erforderlichen Luft- und Kriechstrecken bereit. Der H-förmige Isolator kann insbesondere aus einem elastischen Kunststoffmaterial bestehen.
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Alternativ kann der Isolator seitlich über die Lamellenpakete überstehen und durch den Überstand die Luft- und Kriechstrecken bereitstellen. Durch das seitliche Überstehen kann der Isolator einen reduzierten Biegewiderstand aufweisen.
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Zwischen zumindest einem Teilstück der Flachleiter und dem damit verbundenen Lamellenpaket kann ein Zwischenstück angeordnet sein. Das Zwischenstück kann zumindest den Leitungsquerschnitt des Lamellenpakets aufweisen und elektrisch leitend mit dem Teilstück und dem Lamellenpaket verbunden sein. Das Zwischenstück kann aus einem anderen Metallmaterial als das Teilstück bestehen. Das Zwischenstück kann insbesondere aus dem gleichen Material wie das Lamellenpaket bestehen. Ein Zwischenstück kann als Hilfsmittel bei der Herstellung des Lamellenpakets verwendet werden. Das Zwischenstück kann die Lamellen bereits sicher miteinander verbinden und leicht handhabbar machen. Das Zwischenstück kann ein Verschweißen der Lamellen vereinfachen. Das Zwischenstück kann auch aus miteinander verschweißten Lamellen bestehen. Dadurch kann das Zwischenstück einen höheren Biegewiderstand als die unverschweißten Lamellen aufweisen.
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Kurze Figurenbeschreibung
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Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Lamellenpakets für ein Toleranzausgleichselement für eine Doppelstromschiene gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2 zeigt Darstellungen von Verbindungen zwischen Toleranzausgleichselementen und Doppelstromschienen gemäß Ausführungsbeispielen; und
- 3 zeigt räumliche Darstellungen von Doppelstromschienen mit Toleranzausgleichselementen gemäß Ausführungsbeispielen.
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Die Figuren sind schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Detaillierte Beschreibung
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1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Lamellenpakets 100 für ein Toleranzausgleichselement für eine Doppelstromschiene gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Lamellenpaket 100 besteht aus zumindest zwei Lamellen 102. Die Lamellen 102 sind im Wesentlichen gleichförmig und weisen je zumindest zwei Biegestellen 104 in unterschiedliche Richtungen auf. Die Lamellen 102 sind streifenförmig und wesentlich breiter als dick. Die Lamellen 102 weisen hier ein Verhältnis von Breite zu Dicke von ungefähr 30 zu 1 auf. Die Lamellen 102 werden zum Herstellen des Lamellenpakets 100 paketiert. Beim Paketieren des Lamellenpakets 100 werden die Lamellen 102 dicht übereinandergestapelt und an gegenüberliegenden Enden elektrisch leitend miteinander verbunden. In einem mittleren Bereich sind die Lamellen 102 nicht mechanisch miteinander verbunden. Leitungsquerschnitte der Lamellen 102 summieren sich zu einem Leitungsquerschnitt des Lamellenpakets 100.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Lamellenpakt 100 sechs gleichartige Lamellen 102 mit je drei Biegestellen 104 auf. Die aufeinanderfolgenden Biegestellen 104 verlaufen in unterschiedliche Richtungen. Dadurch bilden die Biegestellen 104 einen Mäander 106.
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In einem Ausführungsbeispiel sind die Lamellen 102 an zwei der Biegestellen 104 um 90° gebogen. An einer der Biegestellen 104 sind die Lamellen 102 um 180° gebogen. Die Biegestelle 104 um 180° ist zwischen den Biegestellen 104 um 90° angeordnet. Die drei Biegestellen 104 bilden somit eine Windung eines Mäanders 106 aus.
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2 zeigt Darstellungen von Verbindungen zwischen Lamellenpaketen 100 und Flachleitern 200 für Doppelstromschienen gemäß Ausführungsbeispielen. Die Lamellenpakete 100 entsprechen dabei im Wesentlichen dem Lamellenpaket in 1. Die Flachleiter 200 sind in zwei Teilstücke 202 unterteilt. Zwischen den Teilstücken 202 besteht im Bereich der Lamellenpakete 100 jeweils eine Lücke beziehungsweise die Teilstücke 202 sind zueinander beabstandet und das Lamellenpaket 100 überbrückt diese Lücke und verbindet die Teilstücke 202 elektrisch leitend miteinander. Die Lamellenpakete 100 weisen jeweils zumindest einen Leitungsquerschnitt der Flachleiter 200 auf.
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In einem Ausführungsbeispiel ist das Lamellenpaket 100 durch Überblattungen 204 mit den Teilstücken 202 des Flachleiters 200 elektrisch leitend verbunden. Dabei liegt das Lamellenpaket 100 vor der ersten Biegestelle 104 und nach der letzten Biegestelle 104 flach auf Endbereichen der Teilstücke 202 auf und ist elektrisch leitend mit den Teilstücken 202 verbunden. Das Lamellenpaket 100 weist also einen Höhenversatz zum Flachleiter 200 um einen Dicke des Lamellenpakets 100 auf.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das Lamellenpaket 100 über eine Stoßverbindung 206 mit Enden der Teilbereiche 202 verbunden. Dabei sind Enden der Lamellen 102 direkt stumpf mit den Enden der Flachleiter 200 verbunden. Hier weist das Lamellenpaket 100 keinen Höhenversatz zum Flachleiter 200 auf.
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In einem Ausführungsbeispiel sind die Teilstücke 202 mit dem Lamellenpaket 100 verschweißt.
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Um eine Doppelstromschiene mit einem Toleranzausgleichselement gemäß dem hier vorgestellten Ansatz zu erstellen, werden die mit den Lamellenpaketen 100 verbundenen Flachleiter 200 übereinandergestapelt, wobei die Teilstücke 202 bereits durch einen Isolator umhüllt sind und/oder ein Isolator zwischen den Flachleitern 200 angeordnet wird. Ebenso wird ein Isolator zwischen den Lamellenpaketen 100 angeordnet. Dabei kann ein durchgehender Isolator für die Teilstücke 202 und die Lamellenpakete 100 verwendet werden. Ebenso können separate Isolatoren für die Teilstücke 202 und die Lamellenstapel 100 verwendet werden. Die Isolatoren sind dabei jeweils aus einem Kunststoffmaterial und je nach Durchschlagfestigkeit des Kunststoffmaterials zwischen zwei Millimeter und fünf Millimeter dick, um KFZ-Hochvoltspannung im Bereich zwischen 400 Volt und 1000 Volt sicher elektrisch zu isolieren. Das Kunststoffmaterial kann beispielsweise ein thermoplastischer Kunststoff oder ein Elastomer sein.
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Wenn zumindest eines der Lamellenpakete 100 durch eine Überblattung 204 mit einem der Teilstücke 202 verbunden ist, kann zumindest eines der Teilstücke 202 einen geringfügigen Höhensprung aufweisen und von dem anderen Teilstück divergieren, um zwischen den Flachleitern 200 Raum für die Überblattung 204 und den Isolator bereitzustellen.
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3 zeigt räumliche Darstellungen von Doppelstromschienen 300 mit Toleranzausgleichselementen 302 gemäß Ausführungsbeispielen. Es sind Beispiele für unterschiedliche mögliche Geometrien dargestellt. Die Doppelstromschienen 300 bestehen dabei aus zwei parallel verlaufenden, möglichst nah übereinander gestapelten und elektrisch voneinander isolierten Flachleitern 200, wie sie in 2 dargestellt sind. Die Flachleiter 200 sind gleichartig. Die Doppelstromschienen 300 sind in zwei Teilstücke 202 unterteilt. Die Teilstücke 202 sind beabstandet zueinander. Zwischen den Teilstücken 202 ist jeweils ein Toleranzausgleichselement 302 angeordnet. Die Toleranzausgleichselemente 302 bestehen jeweils aus zwei Lamellenpaketen 100 und einem dazwischen angeordneten Isolator 304. Je eines der Lamellenpakete 100 ist mit beiden Teilstücken 202 der Flachleiter 200 elektrisch leitend verbunden. Die Lamellenpakete 100 verlaufen parallel möglichst nah zueinander und sind durch den Isolator 304 elektrisch voneinander isoliert.
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In unterschiedlichen Ausführungsbeispielen weisen die Toleranzausgleichselemente 302 hier vier oder fünf Biegestellen 104 auf. Die Toleranzausgleichselemente 302 sind dabei an aufeinanderfolgenden Biegestellen 104 in unterschiedliche Richtungen gebogen. Die Toleranzausgleichselemente 302 bilden somit Mäander 106 mit zwei oder drei Windungen.
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Biegeradien der Biegestellen 104 sind bei den unterschiedlichen Ausführungsbeispielen unterschiedlich. Gemeinsam ist hier allen Ausführungsbeispielen, dass die Toleranzausgleichselemente 302 an der ersten und der letzten Biegestelle jeweils um 90° gebogen sind, während die dazwischenliegenden Biegestellen 104 um mindestens 180° gebogen sind. In einem Ausführungsbeispiel sind die dazwischenliegenden Biegestellen 104 näherungsweise um 110° gebogen.
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Die Toleranzausgleichselemente 302 sind mit Überblattungen 204 oder Stoßverbindungen 206 mit den Teilstücken 202 der Doppelstromschienen 300 verbunden.
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In zwei Ausführungsbeispielen sind zwischen den Toleranzausgleichselementen 302 und den Teilstücken 202 der Doppelstromschienen 300 jeweils massive Zwischenstücke 306 aus elektrisch leitendem Vollmaterial angeordnet. Zwischen den Zwischenstücken 306 ist ebenfalls jeweils der Isolator 304 angeordnet. Die Zwischenstücke 306 sind sowohl mit dem angrenzenden Teilstück 202 des Flachleiters 200 als auch dem angrenzenden Lamellenpaket 100 des Toleranzausgleichselements 302 elektrisch leitend verbunden. Die Zwischenstücke 306 sind dabei aus einem ähnlichen Metallmaterial wie die Lamellenpakete 100 und somit gut mit den Lamellenpaketen 100 verschweißbar. Die Zwischenstücke 306 verbinden die Lamellen 102 der Lamellenpakete 100 elektrisch leitend miteinander.
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Die Zwischenstücke 306 können aus einem anderen Metallmaterial bestehen als die Flachleiter 200. Aufgrund des Vollmaterials können auch schwierig schweißbare Materialkombinationen erfolgreich verschweißt werden.
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Nachfolgend werden mögliche Ausgestaltungen der Erfindung nochmals zusammengefasst bzw. mit einer geringfügig anderen Wortwahl dargestellt.
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Es wird ein Lamellenverbund zum unabhängigen Toleranzausgleich bei Doppelschienen vorgestellt.
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Zwei parallel übereinander verlaufende Stromschienen weisen eine geringe Flexibilität auf. Der hier vorgestellte Ansatz soll somit für zwei übereinander parallel verlaufende Flachleiter als Toleranzausgleich dienen.
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Mittels eines Urformprozesses wird ein Ausgleichselement aus Aluminium oder Kupfer geformt. Dieses kann als Strangpressprofil, oder eingefügte Bereiche mit kleineren Einzelquerschnitten ausgeführt sein. Dieses Segment wird anschließend in den Schienenverlauf eingebracht. Durch eine definierte Formgebung des Bauteils kann dieses die Toleranzen leichter aufnehmen. Die Geometrie kann verschieden ausgeführt werden.
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Es gibt Ausgleichselemente in Schienen bzw. Flachleitern. Hier werden Ausgleichselemente im HV-Bereich und bei Doppelschienen verwendet. Flexible lamellierten Stromschienen können auch bei Batterien für Modulverbinder, sowie für S-Boxen verwendet werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz kann die Problematik von starren Doppelschienen bei der immer stärker werdenden Nachfrage nach derselben lösen. Das System ist für verschiedenste Querschnitte geeignet.
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Der hier vorgestellte Ansatz ist im HV-Bereich und bei parallel verlaufenden Doppelschienen einsetzbar. Dabei werden Ausgleichselemente aus verbundenen Einzelelementen oder mit eingebrachten Teilstücken auf Kupfer- oder Aluminiumbasis in Doppelschienen verwendet.
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Da es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 100
- Lamellenpaket
- 102
- Lamelle
- 104
- Biegestelle
- 106
- Mäander
- 200
- Flachleiter
- 202
- Teilstück
- 204
- Überblattung
- 206
- Stoßverbindung
- 300
- Doppelstromschiene
- 302
- Toleranzausgleichselement
- 304
- Isolator
- 306
- Zwischenstück