Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Elektrisches Kontaktverhalten umformtechnischer Fügeverbindungen bei Fehlerströmen

Die Verfahren des umformtechnischen Fügens wurden hinsichtlich ihres elektrischen Eigenschaftsprofils und ihrer langzeitstabilen Kontaktierung elektrischer Leiter unter normalen Betriebsströmen untersucht und qualifiziert. Es liegen jedoch keine Erkenntnisse zum Kontaktverhalten bei Kurzzeitströmen im Fehlerfall vor. Die im Fehlerfall auftretenden Kurzzeitströme können um den Faktor 10 - 20 größer als die Betriebsströme sein. Die Fügeverbindungen müssen aber bei einem Fehlerfall im Netz den elektrischen, thermischen und mechanischen Belastungen standhalten. Ziel ist es, die umformtechnisch erzeugten Fügeverbindungen neben dem mechanischen Fixieren der Bauteile und dem Führen von Strömen im Normalbetrieb, hinsichtlich der Fähigkeit, sehr hohe Ströme für eine kurze Zeit im Fehlerfall zu führen, zu qualifizieren. Hierfür werden die Vorgänge in Grenzschichten und die Wechselwirkung der verschiedenen Fügepartner und Oberflächen unter Einfluss adiabatischer Erwärmung und elektromagnetischer Kräfte durch die Kurzzeitströme betrachtet. Zusätzlich werden die Erkenntnisse zu den Methoden der Untersuchungen zusammengefasst und hinsichtlich ihrer Verallgemeinerbarkeit ausgewertet, um erste Ansätze für ein Prüfverfahren zu erarbeiten. Dadurch können insbesondere für kleinere und mittelständische Unternehmen, als Anbieter der Fügeverfahren und Fügeelemente, neue Einsatzgebiete für diese Fügeverfahren erschlossen und vorhandene Anwendungen ausgebaut werden, da das Führen von Fehlerströmen eine Grundvoraussetzung für den Einsatz der Fügeverfahren im Bereich der Elektroenergietechnik ist. Die in dem zu beantragenden Vorhaben erarbeiteten Erkenntnisse führen vor allem in kleineren und mittelständischen Unternehmen zu höherer Flexibilität und zu erheblichem Kosteneinsparungspotential, was eine relativ schnelle Umsetzbarkeit der Ergebnisse in der Wirtschaft ermöglicht. Somit wird auch dem in vielen Bereichen anhaltendem Trend zu multifunktionalen Fügeverbindungen Rechnung getragen.