Federkontakt Federn schaffen Anschluss in der Hybridtechnologie

Für die Hybridtechnologie im Automobilbau hat Bal Seal zwei spezielle Federn entwickelt: Die Bal-Contact-Feder, die den elektrischen Kontakt herstellen soll und die Bal-Shield-Feder, die als EMI-Abschirmung Interferenzen mit anderen elektronischen Vorrichtungen verhindert.

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Gutekunst Federn

ATE Antriebstechnik und Entwicklungs GmbH & Co. KG

Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Die Idee ist simpel: Um einen elektrischen Kontakt innerhalb eines Anschlusses herzustellen, nehme man einfach eine Feder. Die Form dieser speziellen Feder, Bal Contact, sorgt für eine hohe Stromtragfähigkeit, eine einfache Montage und Installation sowie für eine lange Haltbarkeit und gleicht Anpassungs- und Oberflächenfehler aus.

Die Feder stellt einfache und zuverlässige Kontakte her

Im Laufe der Jahre hat sich die Bal-Contact-Feder in zahlreichen Branchen als einfaches und zuverlässiges Kontaktelement von Anschlüssen bewährt. Die beiden wichtigsten Faktoren für Konstrukteure und Entscheidungsträger sind die abmessungsbedingten und mechanischen Vorteile.

Die Kraft bleibt nahezu konstant

Die Kraft der Federn bleibt über den gesamten Durchbiegungsbereich nahezu konstant. Das ermöglicht die Konstruktion von Anschlüssen, die selbst starken Stößen und Vibrationen sowie großen Temperaturschwankungen standhalten.

Aufgrund dieser Eigenschaft kann die Feder außerdem große Maßabweichungen zwischen Kontaktflächen ausgleichen, was Produktionskosten einspart. Darüber hinaus überwindet sie Exzentrizitäten der Verbindungsteile einfach und erleichtert so die Montage. Auch Fehlausrichtungen werden ausgegelichen, da die Spulen auf den gegenüberliegenden Seiten des Anschlusses unterschiedlich gebogen sind.

Die geringe Beanspruchung reduziert die Ermüdung

Für jede Feder-Serie gibt es eine breite Palette an Kraftaufwänden bei minimaler Beanspruchung. Die geringe Beanspruchung der Feder (selbst bei hoher Durchbiegung) reduziert deren Ermüdung, was eine lange Lebensdauer zur Folge hat.

Die Fähigkeit, eine nahezu konstante Kraft über den gesamten Durchbiegungsbereich beizubehalten macht die Feder besonders geeignet für Verriegelungsanwendungen. Schließ- und Öffnungskräfte lassen sich unabhängig konzipieren und über kundenspezifische Feder- und Nutkonstruktionen regeln.

Als elektrischer Kontakt kompensiert die Feder raue Oberflächen

Eine weiterer Pluspunkt der Feder als elektrischer Kontakt ist ihre Fähigkeit, raue Oberflächen zu kompensieren. Jede Spule agiert unabhängig, wodurch ein stetiger Kontakt mit der elektrischen Kontaktfläche sichergestellt wird. Diese Anordnung sorgt für eine ausgezeichnete Leitfähigkeit bei Anwendungen mit elektrischen Kontakten und gleicht große Passtoleranzen sowie Anpassungs- und Oberflächenfehler aus. Daher hat die Feder eine lange Lebensdauer und bleibt leistungsfähig auch bei Stößen, Vibration und in rauen Umgebungen.

Oberflächenbehandlungen wie Verchromen sind möglich, um die Leitfähigkeit sowie die Abriebfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Die Feder ist als Meterware oder als Ringfeder mit Außendurchmessern ab 0,51 mm und in Kabelgrößen ab 0,64 mm erhältlich. Die Federkräfte sind abhängig von Material, Spulengröße und Geometrie.

Auf den Automobilmarkt kam Bal Contact erstmals mit der Einführung des VW Golf V. Schon einige Jahre zuvor suchten Konstrukteure von VW und von der ZF Steering Systems GmbH (ein 50:50-Joint-Venture der Robert Bosch GmbH und der ZF Friedrichshafen AG) nach einem zuverlässigen und einfachen Anschluss für eine neue elektrische Servolenkung (EPS). Dieses System, bei dem schließlich Bal Contact eingesetzt wurde, bekam später den Namen ZF Servolectric. Der anfangs vorsichtige Optimismus der Ingenieure entwickelte sich zur Begeisterung als die Vorteile der Bal-Contact-Federn sichtbar wurden.

Hybridanschlüsse: Feder statt Mutter, Schraube und Kabelschuh

In der Hoch- und Mittelstromausrüstung werden Bal-Contact-Federn seit über 15 Jahren erfolgreich eingesetzt. Hybridanschlüsse fallen in diese Kategorie und die Vorteile der Canted-Coil-Federn als elektrische Kontakte für Servolenkungen gelten auch für Hochstrom- und Kraftflussanwendungen. In der derzeitigen Ausstattung werden die Stromkabel für Hybridanschlüsse mit Muttern, Schrauben und Kabelschuhen montiert. Die Gründe für diesen traditionellen Ansatz waren Crashtest-Anforderungen und Industrievorschriften. Nach dem EPS-Erfolg suchen die OEM-Konstrukteure derzeit nach Wegen, die Bal-Contact-Feder in Hybrid- und Batterieanschlüsse einzubauen. Dabei spielen die einfache Montage sowie erhebliche Kosteneinsparungen eine entscheidende Rolle.

Als EMI-Abschirmung fängt die Feder Magnetfelder ein

Für EMI-Abschirmungen setzt Bal Seal Engineering die Canted-Coil-Feder-Technologie ebenfalls schon seit 10 Jahren ein. Die Konstruktion aus mehreren Kontaktpunkten, engen Windungen und Federring fängt die Magnetfelder ein und verhindert so Interferenzen mit anderen elektronischen Vorrichtungen.

Hybridmotoren erzeugen große Mengen an elektrischer Leistung und erhebliche Magnetfelder. Moderne Autos verfügen über eine umfassende sensible Elektronik, wie GPS-Systeme. In diesem Fall stören Magnetfelder möglicherweise das GPS-Signal und führen zu einer ungenauen Positionierung. Die Bal-Shield-Federkonstruktion soll dieses Problem entschärfen.

Continental Automotive Systems GmbH, Entwickler und Anbieter von Hybridsystemen, arbeitet derzeit zusammen mit Daimler (Mercedes-Benz) an der Serienentwicklung für den neuen Direkthybrid der S-Klasse. Für die Stromkabel und Anschlüsse in diesem Hybridmotor sollen nun Bal-Shield-Federn wegen ihrer guten EMI-Abschirmung eingesetzt werden.

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