[Artikel erschienen in der Fastener + Fixing Magazine | Issue 145: January 2024]
Agrati und Atotech haben in Zusammenarbeit einen innovativen Testaufbau für die Leitfähigkeitsmessung von Beschichtungen in Schraubverbindungen entwickelt.
Die rasante Entwicklung von Elektrofahrzeugen (EVs) erhöht den Bedarf an modernsten technologischen Fortschritten. Dabei erweist sich die Leitfähigkeit von Schraubverbindungen als kritischer Faktor sowohl für die Leistung als auch für die Sicherheit, insbesondere bei Hochspannungsanwendungen. Um den wachsenden Anforderungen des EV-Marktes gerecht zu werden und die Lücke in den internationalen Normen zur Leitfähigkeit von Schraubverbindungen zu schließen, wurde ein gemeinsames Team aus dem Agrati Tech Center und den Atotech-Experten von MKS gegründet.
Um die Herausforderungen der steigenden Nachfrage nach EV-Komponenten zu bewältigen, wurde ein innovativer Testaufbau für die Leitfähigkeitsmessung von Schraubverbindungen konzipiert, entwickelt und validiert.
Design des Testaufbaus
Das Design des Testaufbaus verfolgt einen neuen Ansatz, der sich auf das Verständnis der Auswirkungen von Beschichtungen, Gegenmaterial und Klemmkraft auf die Leitfähigkeit von Schraubverbindungen konzentriert. Diese fortschrittliche Methode ist wegweisend und bietet ein tieferes Verständnis für die Optimierung von Beschichtungslösungen, die auf die spezifischen Bedürfnisse des EV-Marktes zugeschnitten sind.
Das Gerät ist tragbar und arbeitet mit dem Vierdraht-Kelvin-Messverfahren, das präzise Messungen ermöglicht und mehrere Kontaktwiderstandsmessungen bietet. Es misst auch die Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der Klemmkraft und kann das Gegenstückmaterial wechseln, um reale Anwendungen zu simulieren.
Ergebnisse und Erkenntnisse
Erste Untersuchungen und Analysen, die mit diesem Versuchsaufbau durchgeführt wurden, haben vielversprechende Ergebnisse gezeigt. Bislang wurden 62 Beschichtungssysteme getestet, wobei der Schwerpunkt auf galvanisch abgeschiedenen Systemen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung lag. Auch Zinklamellenschichten wurden untersucht. In Anbetracht der Möglichkeit, mehrere Kontaktwiderstände zu messen, liegen bisher 3 500 Daten vor.
Mit diesem Aufbau wurden interessante Ergebnisse erzielt, wie z. B. der Einfluss der Versiegelungszusammensetzung auf die endgültige Leitfähigkeit. Interessante Ergebnisse wurden auch in Bezug auf schwarze galvanische Beschichtungen festgestellt, und die geringe Leitfähigkeit von Zinklamellensystemen wurde bestätigt.
Schlussfolgerung
Die gemeinsamen Bemühungen des Agrati Tech Centers und des Atotech-Teams von MKS haben wertvolle Erkenntnisse über die Leitfähigkeitsdynamik von Schraubverbindungen erbracht und die Voraussetzungen für die Erzielung des besten kosteneffizienten Kompromisses geschaffen. Weitere Versuche mit Kunden für Messungen an verschiedenen Materialien wie Kupfer und Aluminium sind im Gange, gefolgt von einer Bewertung der Leitfähigkeit nach Korrosionstests und Alterung.