Nutzung der Finiten-Elemente-Methode zur Steigerung der Design-Effizienz am Beispiel von Schneidklemm-Verbindern

Inhalt:
Die Schneidklemmtechnik ist eine seit langer Zeit bekannte Technologie um elektrische Leitungen mit einem Kontaktelement zu verbinden, und stellt für Ströme bis 25 A eine etablierte Alternative zur Crimptechnologie dar. Bis heute beruht die Abstimmung zwischen Schneidspalt und Leitung auf dem reichhaltigen Erfahrungsschatz der Konstrukteure und einem mehr oder weniger ausgeprägten 'Trial and Error' Verfahren. Da die Entwicklungszyklen auch im Bereich der Steckverbinder immer kürzer werden, werden althergebrachte Entwicklungsschritte vermehrt durch moderne CAE Tools unterstützt bzw. gänzlich abgelöst. Ziel ist es, die gesamte Prozesskette, vom Artikeldesign bis zur Auslegung der Konfektionierungsautomaten, durch den Einsatz von modernen Berechnungsverfahren zu verkürzen. Im Rahmen des vorliegenden Beitrags werden nach einem kurzen Überblick zur Schneidklemmtechnik generelle Modellierungsprinzipien und Berechnungsansätze basierend auf der Finiten-Elemente-Methode vorgestellt und diskutiert, mit deren Hilfe der Schneidklemmvorgang simuliert werden kann. Berechnungsergebnisse für Konfektionierungskräfte (Kräfte in Bewegungsrichtung der Leiter) und Kontaktdruckkräfte (Kräfte zwischen Schneidgabel und Leiter) werden für Massivleiter jeweils mit und ohne Isolierung diskutiert und mit meßtechnisch ermittelten Größen verglichen.