Seit es Autos gibt, werden immer wieder Meilensteine der Innovation gesetzt. Der aktuelle Meilenstein ist die E-Mobilität mit neuer Antriebstechnik, neuen Materialien und neuen Energiequellen. Die Bauweisen der Fahrzeuge ändern sich signifikant. Alte Funktionen und Baugruppen werden nicht mehr benötigt, es entstehen neue. Und hier kommt Böllhoff als Verbindungsexperte ins Spiel. Er hat sich den neuen Herausforderungen gestellt.
Werfen wir beispielsweise einen Blick auf das Battery-Pack. Es beinhaltet das Herzstück und das zentrale Element im Elektroauto – den Energiespeicher (Batterien).
Im Regelfall besitzt das Battery-Pack als Hauptbestandteile eine Bodenplatte, eine Kühlung als Überhitzungsschutz, eine äußere und innere Rahmenstruktur und einen Deckel zum Schutz vor Feuchtigkeit. Die Bodenplatte oder auch Batteriewanne wird im Boden zwischen den Achsen in die Karosserie integriert. Sie ist Teil der tragenden Struktur.
Die Reichweite entscheidet über die Anzahl der Batteriemodule, die in die Rahmenstruktur aufgenommen werden müssen. Je nach Anforderung werden Battery-Packs aus Stahl oder Aluminium gefertigt. Im Gegensatz zur Aluminiumvariante ist die Stahlversion schwerer aber günstiger. Dieser „neue“ Zusammenbau des BIW („body in white“) stellt neue Herausforderungen an die Fügetechnik.
Rahmenstruktur – hängende Module
Eine Methode, die Batteriemodule zuverlässig in oder an der Rahmenstruktur zu befestigen, bietet eine M8-Verschraubung. Hier gibt es aktuell zwei Varianten zur Befestigung der Module. Betrachten wir eine von ihnen näher. Bei dieser Variante hängen die Module in der Rahmenstruktur ohne Kontakt zur Bodenplatte. Wärmeleitpaste verhindert eine Überhitzung und realisiert zugleich einen Toleranzausgleich.
Verbindungslösung für Aluminiumguss
Bei der inneren Rahmenstruktur aus Aluminiumguss dienen Aluminiumdome als Anschraubpunkte. Leichtmetalle haben eine hohe Temperaturausdehnung. Der Längenausdehnungskoeffizient von Aluminium-Legierungen ist mehr als doppelt so groß wie der von Stahl.
Werden Aluminiumbauteile mit einer Stahlschraube verbunden, kommt es bei Erwärmung zu einer hohen Schraubenzusatzkraft, die zu plastischen Verformungen in den niedrigfesten Bauteilen führen kann. Nach wenigen Temperaturzyklen stellt sich bereits ein großer Vorspannkraftverlust in der Verbindung ein, sie wird instabil. Die Lösung von Böllhoff: Die Gewindetechnologie Helicoil.
Diese Drahtgewindeeinsätze bestehen aus austenitischem Chrom-Nickel-Stahl (Zugfestigkeit von mindestens 1.400 N/mm2). Die hohe Oberflächengüte des gewalzten Mutterngewindes gewährleistet ein hochbelastbares, verschleißfestes Gewinde mit extrem niedrigem und konstantem Reibmoment.
Das führt bei Wiederholverschraubungen mit gleichem Anziehdrehmoment zu einer gleichbleibend hohen Vorspannkraft. Weltweit erhält der Anwender mit der Helicoil-Gewindetechnologie eine Systemlösung aus Verbindungselement und effizienter Verarbeitung bei Stückzahlen von „1 to 1 million“.
Fügelösung für Strangpressprofile
Bei dieser Konstruktion mit Strangpressprofilen dienen die Winkel als Anschraubpunkte. Bei einer Materialdicke von 3 bis 4 mm ist aber kein Gewindeschneiden möglich, so dass zwangsläufig das Anschraubgewinde fehlt. Die Lösung von Böllhoff: Die Blindniettechnik Rivkle Seal Ring.
Diese Blindnietmutter mit einer zusätzlich integrierten Dichtfunktion schafft tragfähige Mutterngewinde und dichtet gegen Flüssigkeit ab. Sie wird ohne Gegenhalt („blind“) montiert und kann somit auch an Profilen gesetzt werden. Eine optimale Befestigungslösung für Misch- und Leichtbauweisen.
Die Flüssigkeitsdichtigkeit und die Dichtleistung nach dem Setzvorgang entsprechen der Schutzart IPX7. Sie besteht langfristig, auch unter Temperaturbelastung. Wie vom Verbindungsexperten gewohnt, bietet Böllhoff auch hier angepasste Setzwerkzeuge für einen prozesssicheren Fügeprozess. Der Anwender profitiert von den Vorteilen einfacher und schneller Setzverfahren, sowohl manuell als auch automatisch.
Vielfältige Einsatzbereiche
in der E-Mobilität
Dies sind nur zwei Beispiele möglicher Verbindungslösungen. Mit seinem Ansatz der 360° Verbindungstechnik begleitet Böllhoff seine Kunden von der Konzeptphase über die Entwicklung und Konstruktion, die Erstellung von Prototypen und Versuchswerkzeugen bis in die Serienproduktion und die Logistik hinein.
Egal, ob es beispielsweise um den Energiespeicher, die E-Maschine, die Leistungselektronik, das Interieur oder die Karosserie geht, Böllhoff hat die passende Lösung. Gerne erarbeitet man auch individuelle Ausführungen. Dafür steht der Verbindungsexperte in der Mobilitätskette bereit.
Animation
Rivkle Seal Ring – effiziente Befestigungs- und Montagelösungen für Battery-Packs:
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