O+P Fluidtechnik 6/2022

VERBINDUNGSTECHNIK

VERBINDUNGSTECHNIK KABELVERSCHRAUBUNGEN PROZESSSICHERHEIT FÜR HOCHVOLT-ANSCHLÜSSE MOBILE MASCHINEN Ebenso wenig wie Straßenreifen für den Rennsport taugen, eignen sich herkömmliche EMV-Kabelverschraubungen für den professionellen Dauereinsatz in elektrisch angetriebenen Nutzfahrzeugen und mobilen Maschinen. Daher hat der Kabelverschraubungshersteller Agro sein EMV-Programm um eine innovative und kompakte Kabelverschraubung für Hochvolt- Bordnetze erweitert. Die prozesssichere Verbindungslösung zeichnet sich durch hohe Stromtragfähigkeit und Schirmdämpfung aus. Als sicherheitsrelevante Bauteile müssen Kabelverschraubungen zur Hochvolt-Verkabelung in elektromobilisierten Nutzfahrzeugen, Bau- und Landmaschinen hohe Standzeiten gewährleisten. Zum dauerhaft sicher geschirmten Anschluss der Motoren, Inverter, Stromverteiler und anderen Aggregate sind handelsübliche EMV-Kabelverschraubungen aus der Automatisierungstechnik jedoch nicht ausgelegt. Ihr Einsatz birgt daher Risiken, die von einer mangelhaften EMV- Schirmung über den Verlust der Dichtigkeit bis zu Kurzschlüssen und schlimmstenfalls einem Fahrzeugbrand reichen können. ANSCHLUSS-INNOVATION FÜR HOCHVOLT-BORDNETZE Mit Evolution EMC hat der Kabelverschraubungsspezialist Agro eine gänzlich neue Lösung zur EMV-geschirmten Kabelverbindung von Hochvoltkabeln mit Kupfergeflechtschirm und Querschnitten von 16 mm² bis 120 mm² sowie Mehrleiterkabeln mit kleineren Querschnitten entwickelt. Das neuartige steckbare _ Verschraubungssystem erfüllt die Anforderungen für den anspruchsvollen Einsatz in elektrischen Nutzfahrzeugen, bei denen permanent höhere Leistungen als bei Personenkraftwagen übertragen werden. Die kompakten Verschraubungen werden mit kurzen oder langen Anschlussgewinden in den Größen M20 bis M32 produziert. Abhängig von der Gewindegröße wird eine Stromtragfähigkeit bis 195 A mit geringster Temperaturerhöhung erreicht. Die Schirmdämpfung beträgt im Frequenzbereich von 30 MHz bis 300 MHz mindestens 86 dB und bietet zuverlässigen Schutz auch gegen Störeinflüsse, die durch hohe Schaltfrequenzen von DC/ DC-Wandlern und AC-Umformern verursacht werden. Evolution EMC ist für einen erweiterten Temperaturbereich von 40 °C bis +140 °C zugelassen und in Schutzart IP 68 (mind. bis 5 bar) bzw. IP 6K9K ausgeführt. Als zukunftssichere Lösung, die den Branchenanforderungen an Nachhaltigkeit und Umweltverträglichkeit entspricht, besteht die Legierung der Metallkomponenten aus RoHS-konformem Messing mit minimiertem Bleianteil. Diese als bleifrei geltende Legierung ist konventionellen Messingverbindungen in mechanischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und elektromagnetischer Verträglichkeit gleichwertig und erfüllt die Standards von IEC EN62444 und UL 14B. Autor: Ralf Krause, Fachjournalist 42 O+P Fluidtechnik 2022/06 www.oup-fluidtechnik.de

VERBINDUNGSTECHNIK 01 02 01 Die EMV-geschirmte Kabelverschraubung sorgt für eine hohe Stromtragfähigkeit und Schirmdämpfung 02 Prozesssichere Vorkonfektionierung in fünf Schritten beschleunigt die Endmontage PROZESSSICHERE VORKONFEKTIONIERUNG Das neue Verschraubungssystem ermöglicht deutlich verkürzte Montagezeiten in der Serienfertigung von Fahrzeugen, da sich die Kabelverschraubungen gleich Steckverbindungen in wenigen definierten Montageschritten prozesssicher vorkonfektionieren lassen. Hierzu wird der Kabelschuh einfach durch die Kabelverschraubung geführt, die Kontakthülse eingeklickt, der Dichteinsatz mit Verdrehschutz eingeschoben und die Druckmutter auf Anschlag festgezogen. Diese Konstruktion verhindert zuverlässig vibrations- und kältebedingte Lockerungen, die bei mit Drehmoment auf Gummi-Dichteinsätze aufgeschraubten Druckmuttern auftreten können. Damit ist der ausgewiesene IP-Schutzgrad in allen Betriebstemperaturbereichen gewährleistet. Außerdem lassen sich Instandsetzungen schnell und passgenau ohne Leistungseinbußen durchführen, weil der Kabelschirm auch durch wiederholtes Stecken des Schirmkontakts nicht beeinträchtigt wird und der speziell geschlitzte Dichteinsatz ausgetauscht werden kann, ohne den Innenleiter vom System zu trennen. Aufgrund der Entkopplung von Dichtfunktion und Schirmkontaktierung werden temperatur- oder vibrationsbedingte Beeinträchtigungen der Schirmdämpfungswirkung oder Stromtragfähigkeit vermieden. Die neue axiale Schirm-Crimptechnik gewährleistet, dass nach der Konfektionierung keine Beschädigungen des Kabelschirms auftreten können und die EMV- Schirmkontaktposition unverrückbar fixiert bleibt. Dies bietet deutlich mehr Sicherheit als eine Vorkonfektionierung mit konventionellen EMV-Kabelverschraubungen und Feder zur direkten Schirmkontaktierung. Bei herkömmlichen Modellen kann der Druck, der beim Anpressen der Dichtung auf das Schirmgeflecht ausgeübt wird, unter der dauerhaften mechanischen und thermischen Belastung zur verringerten Schirmdämpfung führen. Solche Einbußen wirken sich negativ auf den EMV-Schutz des gesamten Fahrzeugs aus und beeinträchtigen dessen Betriebssicherheit. Darüber hinaus erschweren Schwachstellen in der EMV-Abschirmung im Wartungsfall die Fehleranalyse mit der Folge oft drastisch erhöhter Werkstattkosten. PATENTREIFE CRIMP-VERBINDUNG Die von Agro neu eingeführte Lösung erlaubt es, den Konfektionierungsprozess einfach, sicher und rückverfolgbar sowohl in der vorgelagerten Kabelkonfektionierung als auch direkt am Fahrzeug durchzuführen. Weil bei EVolution EMC der Kabelschirm komplett zwischen einer Stütz- und Kontakthülse gecrimpt wird, können keine Schirmlitzen mehr ausbrechen und Kurzschlussgefahren provozieren. Zudem bedarf es keiner Fixierung des Schirmendes mittels Schrumpfschlauch oder Klebeband mehr. Für das Verpressen hat Agro mit AXI-PRESS ein handliches Akku-Gerät mit zum Patent angemeldeter Crimp-Technologie entwickelt. Die Crimp-Zange wird mit passenden Werkzeugeinsätzen geliefert. Sie verschafft der EMV-Schirmkontakthülse an Kabelschirm und Kabelmantel in Sekundenschnelle einen unveränderlichen, formschlüssigen Rundum-Halt und sorgt für eine dauerhaft zuverlässige Schirmanbindung. Der verpresste Kabelschirm ist damit auch unter härtesten Betriebsbedingungen vor Verschleiß und Beschädigungen geschützt. Beim Crimpen lässt sich die Presskraft der AXI-PRESS mittels integrierter Kraft- bzw. Druckmesstechnik exakt bestimmen und via Schnittstelle und Aufzeichnungsprotokoll für jede einzelne Pressung dokumentieren. In Verbindung mit der Einzelteilekennzeichnung und Chargennummer ist damit für die Sicherheit und Rückverfolgbarkeit jeder Kabelschirmung gesorgt. FAZIT Als neue Generation EMV-geschirmter Kabelverschraubungen stellt Evolution EMC eine effiziente, langlebige Lösung für das gesamte Anforderungsspektrum der E-Mobilität dar. Die EMV-Kabelverschraubungen kommen unter anderem in Nutzfahrzeugen sowie Bau- und Landmaschinen zum Anschluss von Stromverteilern, Traktionsantrieben, Hochvolt- und DC/DC-Invertern, Luftkompressoren, Kühlern, Hochvolt-Bremswiderständen, Klimakompressoren, Lenkpumpen, Nebenantrieben, Netzladegeräten sowie Brennstoffzellen zum Einsatz. Das in fünf Schritten vorkonfektionierbare Anschlusssystem verkürzt Installations- und Montagezeiten in der Serienfertigung. Die wartungsfreundliche Konstruktion erleichtert den Komponentenaustausch und ermöglicht das wiederholte Stecken und Lösen des Anschlusses ohne Beeinträchtigung des Schirmkontakts. Bilder: Agro AG www.agro.ch DIE LÖSUNG ERLAUBT EINEN KONFEKTIONIERUNGSPROZESS DIREKT AM FAHRZEUG www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2022/06 43