Passgenaue Verbindungslösungen für Battery Packs

Längst ist das Thema Elektromobilität branchenübergreifend auch in der Industrie angekommen. Entsprechend passen beispielsweise die Fahrzeughersteller ihre Designkonzepte und die Materialauswahl an. Betroffen davon sind auch die Verbindungselemente.

19. Juni 2019
Passgenaue Verbindungslösungen für Battery Packs
Die Sauberkeitsanalyse wird bei Arnold im modernen Cleancon-Labor nach VDA19.1 gemacht. Hier steht ein umfangreiches Prüfequipment zur Verfügung. (Bild: Arnold Umformtechnik)

Wer als Entwickler und Hersteller von Verbindungselementen erfolgreich sein will, muss sich auch dem Thema Elektromobilität stellen. Zwar ist beispielsweise im Automobilsektor ein Großteil der Verbindungslösungen durchaus vergleichbar mit den bisher traditionell eingesetzten Verbindungselementen. Es gibt jedoch auch klare Anforderungen konkret für die Elektromobilität.

Doch gerade vor dem Hintergrund, mit neuen Produkten schnell auf dem Markt zu sein, stünden die Unternehmen oft unter Zeitdruck. „Ein Verbindungselement ist deshalb in der Betrachtung häufig ganz hinten angesiedelt und man stellt erst spät fest, dass es doch nicht ganz so passt, wie man es sich vorstellt“, beschreibt er häufige Erfahrungen.

Natürlich liefen die Überlegungen, Untersuchungen und Arbeiten mit dem Fokus auf Verbindungslösungen für die Elektromobilität auch bei Arnold Umformtechnik schon seit einigen Jahren. Bereits 2011 konnte das Unternehmen beispielsweise ein erstes Projekt für das Elektrofahrzeug eines deutschen OEM erfolgreich abschließen.

Konkret und umfassend gestartet mit Kundenprojekten ist das Unternehmen im Januar 2016 „Gerade der technische Fortschritt der Flowform-Schraube überzeugte die Kunden schnell und so gelang uns der Einstieg in dieses Geschäft“, sagt Herr Palenga.

Möglichkeiten der verschiedenen Verbindungslösungen darstellen

Die Entwickler und Berater des Forchtenberger Verbindungselementeherstellers möchten frühzeitig in den Prozess einsteigen. Und so schlagen sie dem Kunden in einem ersten Gespräch verschiedene Verbindungsmöglichkeiten vor, die dann von gemeinsam erarbeitet und umgesetzt werden können.

Unabhängig davon, ob es sich um ein E-Auto, einen E-Roller oder verschiedene andere Mobilitätslösungen handelt – im Fokus steht immer die Frage: „Wie sieht die Mobilität von morgen aus?“ Für den Anbieter von Verbindungslösungen heißt es daher, vorausschauend zu agieren, sowohl mit Blick auf die Umsetzbarkeit für E-Mobilität als auch mit Blick auf die Wirtschaftlichkeit des Prozesses.

Es gilt, den Kunden abzuholen, weiß Palenga: „Häufig werden traditionell zerspante Teile verwendet. Auch das Vorurteil, dass bei gewindefurchenden Schrauben Späne entstehen, gibt es. Hier setzen wir an und beraten.“

Die Fragen „Welches Verbindungselement ist das für den Anwendungsfall geeignetste“ und „Welche Vor- und Nachteile haben die einzelnen Verbindungslösungen?“ seien oft nicht klar. Zudem gebe es oft Informationsbedarf zu den Fragen „Welchen Vorteil haben mitunter Zeichnungsteile, die umgeformt werden?“, „Welche Möglichkeiten gibt es da, im Vergleich zu Teilen, die aktuell zerspant werden?“ und „Wie sieht es wirtschaftlich betrachtet über die Prozesskette aus?“

Konstruktiv saubere Verbindungslösung ist wichtig

Doch worauf kommt es beim Auslegen von Verbindungslösungen für den Bereich E-Mobilität nun an? „Eine konstruktiv saubere Verbindungslösung ist entscheidend. So ist es für bestimmte Anwendungen beispielsweise wichtig, Sacklöcher vorzusehen, damit Abrieb der mitunter bei der Verarbeitung zwangsläufig entsteht, aufgefangen werden können“, sagt der Arnold-Experte. Denn es wäre fatal, wenn sich unter einem Durchgangsloch eine Elektroplatine befände. Zwar entstehe bei der geeigneten Verbindung sehr wenig Abrieb. Jedoch könne dieser in Abhängigkeit zu der Oberfläche nicht komplett vermieden werden.

Und natürlich geht es im Bereich der Batterie auch um Stromflüsse. Deshalb spielt das kundenseitig verwendete Material und die dafür passgenau ausgelegte Verbindungslösung eine große Rolle.

Ein wichtiger Aspekt bei der Entwicklung und Auswahl der passenden Verbindungslösung sind auch Zeichnungsteile. „Noch immer kommen häufig Drehteile zur Anwendung“, sagt Palenga. „Dem Kunden ist oft gar nicht bewusst, dass auch sehr komplexe Teile, wie Hülsen oder individuelle Zeichnungsteile, mit der zur Verfügung stehenden Technik umgeformt werden können.“

Da entstehe bei entsprechenden Stückzahlen natürlich auch ein deutlicher technischer, & preislicher Vorteil.

Und mitunter müsse auch geprüft werden, ob für bestimmte Teile eine Feinstreinigungsrelevanz besteht.

Frühzeitige Beratung optimiert den Prozess

Fest steht: In der Elektromobilität ist Abrieb nicht gewünscht. Arnold Umformtechnik bietet unterschiedliche Umsetzungsmöglichkeiten hierfür. „Mit der Flowform-Schraube bieten wir unseren Kunden beispielsweise ein Verbindungselement mit einem großen technischen Vorteil. Sie kann sauber und prozesssicher verarbeitet werden“, so Palenga. Beim Battery Pack kann Arnold Umformtechnik zudem das komplette Produktportfolio des Unternehmens zur Anwendung bringen: die Flowform für den Deckel, die Powertite zum Gewindefurchen für diverse andere Befestigungen oder auch Zeichnungsteile.

Doch für die Entwickler des Unternehmens ist es wichtig, möglichst in der Vorentwicklung bereits als Experten an der Seite des Kunden zu stehen, um mit Blick auf die Verbindungslösung kompetent beraten zu können. Die Verbindungsspezialisten sind davon überzeugt: Nur so kann es gelingen, ein optimal ausgelegtes Bauteil zu entwickeln und zu konstruieren.

Seriennahe Versuche überzeugen die Kunden

„Wir stellen unseren Kunden genau dar, welche Möglichkeiten es für Battery Packs gibt. In unserem neuen Blechfügelabor in Dörzbach haben sie zudem die Möglichkeit, ihre Verbindungslösung prüfen zu lassen“, sagt Palenga.

Durch die zur Verfügung stehende umfangreiche Technik, so auch den Verschraub-Roboter, ist es möglich, unter realistischen Bedingungen seriennah zu agieren. Der Kunde erhält dann die relevanten Verschraub-Parameter für seinen konkreten Anwendungsfall sowie die entsprechenden Prozessparameter für den Serienanlauf.

Doch auch das Komplettpaket ist möglich. Die Kunden von Arnold-Umformtechnik können neben der Verbindungslösung und dem Test im Blechfügelabor auch die geeignete Verschraubtechnik beauftragen, welche das Forchtenberger Unternehmen dann mit langjährigen Partnern passgenau für den spezifischen Anwendungsfall realisiert. „So erhalten unsere Kunden die gesamte Lösung aus einer Hand – von der Beratung über die Entwicklung und das Testen bis hin zum Serienanlauf und letztendlich zur Umsetzung in der Serie“, so Palenga.

Zu den Kunden von Arnold Umformtechnik zählen im Bereich Elektromobilität sowohl die Zulieferer als auch die OEMs. Die Verbindungselemente des Unternehmens werden dabei an den unterschiedlichsten Stellen eingesetzt, so beispielsweise beim Batteriedeckel oder bei der Befestigung diverser Anbauteile und Zuführungen. Annedore Bose-Munde