Ernsbach, Germany,
01
Dezember
2021
|
12:25
Europe/Amsterdam

Bedeutung der Verbindungselemente für die Elektrifizierung

Zusammenfassung

In der heutigen Entwicklung der Automobilindustrie dreht sich viel um die Elektrifizierung des Antriebes. Die elektrische Kontaktierung und entsprechende Kontaktverschraubungen spielen in diesem Kontext eine wichtige Rolle. Da die hohen Leistungsströme auf engem Raum prozesssicher übertragen werden müssen, sind passgenaue Lösungen gefragt.

Das Ziel von Verbindungslösungen für den Bereich Elektromobilität ist es, KontaktsteIlen mit niedrigen Übergangswiderständen zu produzieren und diese langzeitstabil zu betreiben. Die ARNOLD UMFORMTECHNIK GmbH & Co. KG hat langjährige Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung komplexer Verbindungselemente und -lösungen und hat diese breit gefächerten Kompetenzen in den zurückliegenden Jahren auch für den Bereich der Elektromobilität weiter entwickelt.

Florian Lutz, Produkt- und Systementwickler, ARNOLD UMFORMTECHNIK
Wir wollen grundsätzlich Partner und Dienstleister für unsere Kunden sein. Dementsprechend kennen wir auch die Herausforderungen, die diese vor dem Hintergrund der sich wandelnden Mobilität zu meistern haben.
Florian Lutz, Produkt- und Systementwickler, ARNOLD UMFORMTECHNIK

Natürlich sei ARNOLD grundsätzlich auf Verbindungslösungen fokussiert und die Elektromobilität sei da vorerst nur ein kleiner Bereich. Aber genau hier von Beginn an mit dem richtigen Konzept für Verbindungsstellen anzusetzen, sei wichtig, so Lutz weiter. „Wir wollen unseren Kunden mit Kompetenz und Know-how zur Verfügung stehen. Schlussendlich erwarten die Kunden, dass wir ihre Probleme und Begrifflichkeiten verstehen. Auf der Basis ihrer bei uns beauftragten Labordienstleistungen und -berichte möchten sie Aussagen dazu treffen, welche Auswirkungen die Untersuchungen in der Praxis auf die Bauteile und Baugruppen haben.“

Fest steht: Arnold will wissen, welche Anforderungen die Kunden im Bereich der Elektromobilität an die Verbindungselemente stellen. Nur so kann es gelingen frühzeitig kompetente Lösungen anzubieten und auch passgenau zu entwickeln.

Dementsprechend baut das Unternehmen parallel zum normalen Tagesgeschäft Kompetenzen auf und aus, die speziell auf den Bereich Elektrifizierung ausgerichtet sind. Und so werden beispielsweise Widerstandsmessungen für den Kunden angeboten - am Kundenbauteil oder auch am Versuchsaufbau. „Das Hauptkriterium für den Kunden ist in diesem Bereich immer der Übergangswiderstand“, benennt Lutz einen wichtigen Ansatz.

Derzeit wird auch ein Bestromungsprüfstand in Betrieb genommen, mit dem im ersten Schritt ein Prüfling mit bis zu 1000 Ampere beaufschlagt werden kann. Dann kann geprüft werden, wo Erwärmungen stattfinden oder wo Bauteile thermisch zerstört werden. So sollen die Auswirkungen des Stromflusses klar und nachvollziehbar dargestellt werden. Der Bedarf an umfangreichen Untersuchungen in diesem Bereich habe in den letzten Jahren deutlich zugenommen, so Lutz.

Gesetzmäßigkeiten der Elektromobilitäten beherrschen

Für den Bereich Elektrifizierung bietet ARNOLD UMFORMTECHNIK alle Standarddienstleistungen des Unternehmens an, also die Fertigung von Verbindungselementen. Dazu kommen die angesprochenen Labordienstleistungen sowie das Know-how beziehungsweise die individuelle Beratung bezogen auf den jeweiligen Anwendungsfall. Doch auch bei Arnold hat man im Zuge der zunehmenden Elektrifizierung neben dem momentan verarbeiteten Standardwerkstoff Stahl auch Kupfer vermehrt im Blick. Hier ist der Bedarf stark angestiegen, denn Kupfer punktet mit einer sehr guten Leitfähigkeit.

„Grundsätzlich erwarten unsere Kunden ein hohes technisches Verständnis für ihre Aufgabenstellung und natürlich auch eine schnelle und kompetente Reaktion“, sagt der Entwicklungsingenieur, der inhaltlich beratend die Prozesse begleitet. Das heißt: Um entsprechend der Kunden-Anforderungen schnell reagieren zu können, ist es auch für den Hersteller von Verbindungslösungen wichtig, die Gesetzmäßigkeiten der Elektromobilität zu beherrschen. Angefangen von einer kompetenten Beratung durch den Außendienst über die Angebotserstellung bis hin zur Bearbeitung des Projektes greifen hier viele Rädchen ineinander.

Lösungen für stromführende Elemente im Hochstrombereich

Verbindungselemente werden im Bereich der Elektrifizierung schon seit langem verlässlich eingesetzt. So wird beispielsweise für stromführende Stahlteile der Potenzialausgleich oder der Masseanschluss einer Platine mit Standardschrauben wie einer Taptite oder einer metrischen Schraube realisiert sowie über Einpresselemente und gegebenenfalls auch kundenspezifische Elemente. Ziel ist es, einen sicheren Widerstand und eine definierte Vorspannkraft zu gewährleisten. Auch bei Hochstromverbindungen werden klassische Verbindungselemente als Kraftspeicher eingesetzt. So beispielsweise bei einem Kabelschuh, der auf einer Stromschiene angebracht ist und so die Versorgung der Leistungselektronik sicherstellt. Die Schraube hat hier nicht direkt etwas mit dem Stromfluss zu tun, da dieser über die Kontaktfläche vom Kabelschuh erfolgt. Sie hat hier die Funktion, die Vorspannkraft aufzubringen, die Bauteile zu kontaktieren und dies über die Lebensdauer aufrecht zu erhalten. Auch hier werden für den jeweiligen Anwendungsfall passende Standardelemente eingesetzt.

In den letzten Jahren rücken im Zusammenhang mit Elektromobilität verstärkt stromführende Elemente im Hochstrombereich in den Fokus. Hier handelt es sich um Elemente, die zum einen die Verbindung realisieren und zum anderen den Strom tragen. Viele der ARNOLD-Kunden beschäftigen sich bereits mit diesen Themen. Und auch bei dem Forchtenberger Verbindungselemente-Hersteller laufen komplexe Entwicklungsarbeiten - sowohl mit Blick auf die Bauteilauslegung als auch mit Blick auf die Verwendung von reinem Kupfer oder Kupferlegierungen. „Stecker für Ladeeinrichtungen hat ARNOLD UMFORMTECHNIK ja bereits im Portfolio“, sagt Florian Lutz, der seit 8 Jahren im Unternehmen tätig ist. „Doch wir arbeiten auch an Doppelgewindebolzen, an denen man außen links und rechts Kabel anschließen und so eine Durchkontaktierung durch Gehäuse herstellen könnte. Auch Schweiß- oder Einpressbolzen sind denkbar. Wenn diese Bauteile aus einer speziellen Kupferlegierung sind, können sie sowohl den Strom führen als auch die Bauteile miteinander verbinden“, ergänzt er.

„Anfragen, die auf den Bereich Elektromobilität fokussieren, gib es viele. Der Umfang hat in den vergangenen Jahren deutlich zugenommen“, sagt Lutz. Entsprechend weitreichend seien auch die Aufgaben, die sich für ARNOLD UMFORMTECHNIK aus diesen Anfragen ableiten: technische Forschung und Entwicklung, Versuche und Beratungen und schlussendlich natürlich auch die Fertigung. Für jede kundenspezifische Entwicklung, und auch um möglichst nah am Kunden zu sein, stellt das Unternehmen dem Kunden daher einen einheitlichen Ansprechpartner zur Seite, welcher die jeweiligen Projekte begleitet - die Versuche genauso, wie die Entwicklung der Verbindungselemente und auch die Produktion.

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ARNOLD GROUP

Die ARNOLD GROUP – BlueFastening Systems

ARNOLD steht international für innovative Verbindungstechnik auf höchstem Niveau. Auf der Basis des langjährigen Know-hows in der Produktion von intelligenten Verbindungselementen und hochkomplexen Fließpressteilen hat sich die ARNOLD GROUP seit mehreren Jahren bereits zu einem umfassenden Anbieter und Entwicklungspartner von komplexen Verbindungssystemen entwickelt. Mit der Positionierung „BlueFastening Systems“ wird diese Entwicklung nun unter einem einheitlichen Dach kontinuierlich weitergeführt. Engineering, Verbindungselemente und Funktionsteile sowie Zuführsysteme und Verarbeitungstechnik aus einer Hand bilden eine einmalige Kombination aus Erfahrung und Know-how – effizient, nachhaltig und international. ARNOLD gehört seit 1994 zur Würth Gruppe.