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Verbindungselemente entkoppeln Schwingungen

Schwingungsentkopplung: Der Qualitätsfaktor Stille
Böllhoff entkoppelt Schwingungen und Geräusche

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Das Thema der Schwingungsvermeidung gewinnt zunehmend an Bedeutung. Es zieht sich durch alle Industriebranchen von Waschmaschinen bis hin zu Fahrzeugen, Flugzeugen und Windkraftanlagen. Böllhoff unterstützt mit speziell dafür entwickelten Sitec-Verbindungselementen.

Annette Löwen
Leitung FAT Marketing Deutschland bei der Böllhoff Verbindungstechnik GmbH

Die NVH-Entwicklung (NVH = Noise, Vibration, Harshness – Geräusch, Vibration, Rauheit) beschäftigt sich mit der Thematik der Schwingungsvermeidung und gehört zu den am häufigsten direkt wahrgenommenen Qualitätsmerkmalen eines Produktes. Übermäßige Geräusche und Schwingungen verursachen Probleme. Sie können sich negativ auf die Leistungsfähigkeit eines Produktes auswirken, wenn dieses dadurch schneller verschleißt, weniger effizient arbeitet oder in Extremfällen durch mechanisches Versagen eine kürzere Produktlebenszeit aufweist.

Wirft man beispielsweise einen Blick auf die Schwingungstechnik im Automobil, treten speziell hier besonders vielfältige Anforderungen auf: Motor, Karosserie, Fahrwerk, Getriebe und weitere Komponenten erzeugen Geräusche und Vibrationen. Die Fahrzeugakustik ist hochkomplex. Auch die aktuell elektrifizierten Antriebsstränge prägen neue, veränderte Geräuschcharakteristika. Es ist eine echte Herausforderung für Entwickler und Konstrukteure, Antworten auf alle Schwingungs- und Akustikfragen zu geben.

Mit der neuen Produktgruppe Sitec schwingungs- und geräuschentkoppelnder Verbindungselemente begegnet Böllhoff diesem aktuellen Trend zur NVH-Entwicklung. Der Fokus liegt dabei auf Schwingungen, die Aktoren wie Pumpen, Kompressoren und Motoren verursachen. Zur Schwingungs- beziehungsweise Geräuschminderung existieren verschiedene Ansätze:

Eine Methode ist das Dämpfen von Schwingungen. Bei der materialbasierten Dämpfung wird kinetische Schwingungsenergie in thermische Energie (Wärme) umgewandelt. Das Prinzip der Dämpfung zielt auf das Abnehmen einer Ausgangsgröße über die Zeit. Sitec-Verbindungselemente realisieren diese Umwandlung mit technischen Elastomerwerkstoffen.

Zwei Prinzipien: Neben dem Dämpfen das Isolieren von Schwingungen

Eine weitere Methode, um Geräuschemissionen zu mindern, ist die Schwingungsisolation. Im Gegensatz zur Dämpfung erfolgt nicht das Umwandeln von Energie zur Minderung der Amplitude, sondern das Verstimmen der Schwingungen. Bei diesem Prinzip wird eine Erregung direkt von einem federnden Element aufgenommen und durch eine abgestimmte Federrate nur in stark abgeschwächter Amplitude weitergeleitet. Vor allem im Bereich stark schwingungsemittierender Anwendungen ist diese Art der Minderung einzusetzen. Umgesetzt wird sie durch das Verbindungselement Sitec Spring mit Metallfeder.

Neben der durchdachten Geometrie der Sitec-Verbindungselemente bilden technische Elastomerwerkstoffe die Basis für diese intelligenten Verbindungslösungen zur Schwingungs- und Geräuschentkopplung. Es stehen aktuell drei verschiedene Materialien zur Verfügung: EPDM Peroxid, VMQ und das thermoplastische Elastomer EPDM-X+PP. Die Materialauswahl richtet sich vor allem nach der Dauergebrauchstemperatur. Weiter lassen sich die Materialien in verschiedenen Shore-Härten nutzen. Welcher Werkstoff verwendet wird, hängt von der Anwendung ab.

Für den Anwender ist zunächst relevant, welche Verbindungsvariante er benötigt. Die Sitec-Produktfamilie enthält eine Steckausführung (Sitec Pin) und drei Schraubvarianten (Sitec Rivet, Sitec Clip und die bereits erwähnte Sitec Spring).

Entkoppelnde Blindnietmutter nutzt Kunststofftechnik

Gehen wir exemplarisch näher auf den Sitec Rivet ein, eine entkoppelnde Blindnietmutter: Böllhoff hat als Verbindungsexperte schon früh den besonderen Stellenwert des Kunststoffes erkannt und produziert seit Jahrzehnten Präzisionskunststoffteile. Mit der wachsenden Fachexpertise in der Kunststofftechnik ist auch eine Synergie mit der Blindniettechnik entstanden und ein innovatives Produkt entwickelt worden, der Sitec Rivet. Diese Blindnietmutter mit belastbarem Gewindekörper kann der Anwender an einem dünnwandigen Bauteil befestigen und damit eine zusätzlich schwingungs- und geräuschentkoppelnde Wirkung erzielen.

Der Sitec Rivet besteht aus einer Metallhülse, in der Regel aus Messing mit metrischem Gewinde, und einem umhüllenden Elastomer (beziehungsweise thermoplastischen Elastomer). Da die Metallhülse nur im unteren Bereich mit der Umspritzung verbunden ist, bildet sich durch das Eindrehen einer Schraube eine Wulst, die sich rückseitig auf das zu befestigende Bauteil legt. Das Ergebnis ist eine sichere und reversible Blindnietverbindung mit dämpfenden Eigenschaften. Eine kurze Videosequenz visualisiert diese Fügetechnologie (siehe oben).

Der Sitec Rivet wird unter anderem im Automotive-Bereich eingesetzt, um zum Beispiel Motorspoiler, Filter und Kompressoren zu befestigen. Er eignet sich auch als mögliche Verbindungslösung des EV-Inverters im E-Auto.

Neuentwicklungen für applikationsspezifische Anforderungen sind im Rahmen eines Projektes jederzeit möglich. Böllhoff als Partner für 360° Verbindungstechnik inklusive Montage- und Logistiklösungen geht dabei konkret auf Kundenwünsche und -vorstellungen ein. Man arbeitet zielorientiert daran, die bestmögliche Lösung für den jeweiligen Einsatzfall anzubieten, immer nach der Devise „Passion for successful joining“.

Kontakt:

Wilhelm Böllhoff GmbH & Co. KG
Archimedesstraße 1–4
33649 Bielefeld
Tel.: +49 521 4482-01
www.boellhoff.com


Die Sitec-Produkte Clip, Pin, Rivet und Spring (von links nach rechts). Bild: Böllhoff

Die Sitec-Produkte

Vier speziell zur Minderung von Schwingungen entwickelte Verbindungselemente enthält die Produktgruppe Sitec. Ihre ausgeklügelte Funktionsweise erschließt sich aus den kurzen Videosequenzen:

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