Die Fügekraft ist beim Verbinden von Stecksystemen aufzubringen. Gerade bei großen Steckern/Connectoren werden gleichzeitig mehrere Steckverbindungen verbunden und so auch große Steckkräfte benötigt, die die ergonomischen Grenzen des Monteurs nicht überschreiten dürfen. Es ist also ein Kompromiss aus Montier- und Demontierbarkeit und der Anpresskraft der Kontaktfedern erforderlich. Um dennoch Funktion und Zuverlässigkeit sicherzustellen, führen wir Berechnungen und ergänzende Verifizierungen, sowie tribologische Systemoptimierungen durch.
Die Fügekraft ist auch ein Qualitätskriterium oder eine Möglichkeit Fehler oder Abweichungen in der Produktion festzustellen.
Berechnen der Fügekraft von Steckverbindern
In Abhängigkeit der Anforderungen wie Übergangswiderstand, der Beanspruchungen im Betrieb, von Werkstoff und der Beschichtung (Zinn, Silber, Gold) ist die Mindestanpresskraft in der Verbindung über Lebensdauer sicherzustellen. Wird diese Mindestanpresskraft unterschritten besteht Gefahr von Reibkorrosion und der Oxidation in der Verbindung. Der Übergangswiderstand erhöht sich, Wärme entsteht, ein negativer Kreislauf bis zur Unterbrechung des Kontaktes. Gerade bei Stoß- und Vibrationsbelastungen ist die ausreichende Anpresskraft eine wichtige Voraussetzung für die zuverlässige Verbindung.
Erschwerend kommt hinzu, dass die Normalkraft über die Lebensdauer nicht konstant bleibt, sondern durch die Spannungsrelaxation und temperaturabhängige Kraftänderung abnimmt. Daher berücksichtigen wir auch die Alterung und Temperatur, um die Funktionen über die Lebensdauer der Steckverbindung sicherzustellen.
Wesentlich ist der gewählte Basiswerkstoff wie Kupfer, Kupferlegierungen oder Beryllium um Leitfähigkeit, Temperatur- und geforderte mechanische Eigenschaften zu erfüllen. Ebenso wichtig sind auch die elektrischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften der Beschichtung. Durch unser Tribologie Know-How berücksichtigen wir auch eine ausreichende Gleitfähigkeit und Verschleißfestigkeit. Auch Topographie und Mikrostrukturierung sind wichtige Möglichkeiten zur Optimierung des Systems. Gerade die mechanischen und tribologischen Anforderungen an die Steckverbindungen können berechnet oder simuliert werden.
Messung der Kraft- und Wegkurven beim Stecken
Ergänzend zu den Berechnungen führen wir Messungen durch, wie
- von Steckkräften/insertion, Haltekräfte/retention und Auszugskräfte/conductor pull out forces
- Steckkräfte/mating forces und Demontagekräfte/removal forces
- der Einflüsse von Schmierstoffen
- der Einflüsse von Oberflächen- und Topographie-Optimierungen
- der Umweltbedingungen wie Wärme oder chemische Resistenz gegenüber Medien, Wasser, Salz, Verschmutzungen u.ä.
- der Eigenschaften nach der Test Specification LV 214 u.ä.
- der Verschleißmechanismen wie z.B. der Adhäsionsgrenzen
- Vergleich unterschiedlicher Stecker
- Vergleich unterschiedlicher Kontaktgeometrien, Kontaktfederkonstanten und Reibungskoeffizienten
- Bewertung der Relaxation durch Zeit- oder Temperatur-Alterung
- Untersuchung der Einführung und Aufspreizung des Federsystems (peak force), wie auch der Gleitreibung auf der Feder
Fügekraft- und Wegmessung für Stecksysteme. Der Antrieb ermöglicht eine gleichmäßige kontinuierliche Montagebewegung. Ein präziser und dynamischer Kraftsensor misst die Fügekräfte. Gleichzeitig gibt das Wegmess-System den zurückgelegten Weg digital aus.
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