Kleine Teile ganz groß

Bal Seal ist ein weltweiter Anbieter von kundenspezifischen Dichtungs-, Verbindungs- und Antriebslösungen für Original Equipment Manufacturer (OEM). Anhand der Materialkunde und seiner einzigartigen „Canted-Coil” Technologie entwickelt Bal Seal neue Produkte, verbessert bestehende Modelle und findet neue Wege, um seine Technologie durch seine innovative konstruktive Entwicklungen voranzutreiben. Das Produktangebot umfasst federunterstützte Dichtungen, Canted-Coil-Federn und elektrische Kontakte. Das Kerngeschäft sind kundenspezifische Dichtungs- und Anschlusslösungen für kritische, leistungsbasierte Anwendungen. Jedes Produkt wurde entsprechend den spezifischen Betriebsanforderungen konzipiert und getestet.

Bal Seal ist neben der Automobilindustrie auch für die Branchen Medizintechnik, Energietechnik, Raumfahrt und die allgemeine Industrie tätig. Mit der Weiterentwicklung der Automobilindustrie steigt auch die Nachfrage nach innovativen Bauteilen, die innerhalb dieses Hochleistungsbereichs für zuverlässige Lösungen sorgen. Das Unternehmen bietet hierfür eine breite Palette an Produkten an, die diesen Anforderungen durch den Einsatz der innovativen Canted-Coil Federtechnologie nachkommen. Diese patentierte Technologie hält selbst rauen Umgebungen stand. Speziell für die Hybridtechnologie wurden die Federn „Bal Contact“ für Servolenkungssysteme und „Bal Shield“ für die EMI-Abschirmung entwickelt.

Bal Contact ist eine Canted-Coil-Feder, die als elektrischer Kontakt innerhalb eines Anschlusses dient. Die besondere Form der Feder sorgt für höhere Stromtragfähigkeit, einfache Montage und Installation sowie für eine lange Haltbarkeit. Sie gleicht Anpassungs- und Oberflächenfehler aus. Bal Contact kam erstmals offiziell mit der Einführung des VW Golf V auf den Automobilmarkt. Einige Jahre zuvor suchten Konstrukteure von VW und von der ZF Steering Systems GmbH nach einem zuverlässigen und einfachen Anschluss für eine neue elektrische Servolenkung (EPS). Dieses System, bei dem schließlich Bal Contact eingesetzt wurde, bekam später den Namen „ZF Servolectric”. Der anfangs vorsichtige Optimismus der Ingenieure entwickelte sich zur Begeisterung, als die Vorteile der Bal Contact-Federn sichtbar wurden.

Bal Contact Federn werden seit über 15 Jahren erfolgreich in Hoch- und Mittelstromausrüstung eingesetzt. Hybridanschlüsse fallen in diese Kategorie und die Vorteile der Verwendung der Canted-Coil-Federn als elektrische Kontakte für Servolenkungen gelten auch für Hochstrom- und Kraftflussanwendungen. In der derzeitigen Ausstattung werden die Stromkabel für Hybridanschlüsse mit Muttern, Schrauben und Kabelschuhen montiert. Die Gründe für diesen traditionellen Ansatz waren Crashtest-Anforderungen und Industrievorschriften. Nach dem EPS-Erfolg suchen die OEM-Konstrukteure derzeit nach Wegen, die Bal Contact-Feder in Hybrid- und Batterieanschlüsse einzubauen. Dabei spielen die einfache Montage sowie erhebliche Kosteneinsparungen eine entscheidende Rolle.

Vor zehn Jahren machte Bal Seal den Einsatz der Canted-Coil-Feder-Technologie bei EMI-Abschirmungen bekannt. Die Konstruktion aus mehreren Kontaktpunkten, engen Windungen und Federring fängt die Magnetfelder ein und verhindert so Interferenzen mit anderen elektronischen Vorrichtungen.

Hybridmotoren erzeugen große Mengen an elektrischer Leistung und erhebliche Magnetfelder. Moderne Autos verfügen über eine umfassende sensible Elektronik, wie GPS-Systeme. In diesem Fall stören Magnetfelder möglicherweise das GPS-Signal und führen zu einer ungenauen Positionierung. Die Bal Shield-Federkonstruktion wurde konzipiert, um dieses Problem zu entschärfen.

Continental Automotive Systems GmbH, ein Entwickler und Anbieter von Hybridsystemen arbeitet derzeit zusammen mit Daimler (Mercedes-Benz) an der Serienentwicklung für den neuen Direkthybrid der S-Klasse. Die Stromkabel und Anschlüsse in diesem Hybridmotor werden wegen ihrer einzigartigen Möglichkeiten der EMI-Abschirmung auf Bal Shield Federn zurückgreifen.

Die Ausdrücke „radial“ und „axial“ bezeichnen die Ausrichtung der Spulengeometrie zur Mittellinie eines Federrings. Eine gerade Federlänge hat keine radiale oder axiale Ausrichtung, im Gegensatz zu einer Feder mit einem Bogen oder einer Feder, die einen Ring bildet. Die Kompressionskraft einer radialen Canted-Coil-Feder wirkt entlang des Bogen- oder Ringradius (lotrecht zur Mittellinie).

Die Kompressionskraft einer axialen Canted-Coil-Feder wirkt entlang der Bogen- oder Ringachse (parallel zur Mittellinie). Bal Seal bietet kundenspezifische Radial- und Axialfedern gemäß der Ausrichtung und den Anforderungen der jeweiligen Anwendung an. Die Federn gibt es in vielen verschiedenen Abmessungen für geringe, mittlere oder hohe Beanspruchungen.

Eine weiterer Vorteil der Feder als elektrischer Kontakt ist ihre Fähigkeit, raue Oberflächen zu kompensieren. Jede Spule agiert unabhängig, wodurch ein stetiger Kontakt mit der elektrischen Kontaktfläche sichergestellt wird. Diese Anordnung sorgt für eine ausgezeichnete Leitfähigkeit bei Anwendungen mit elektrischen Kontakten und gleicht große Passtoleranzen sowie Anpassungs- und Oberflächenfehler aus. Daher bietet die Feder eine lange Lebensdauer und eine sehr gute Leistung bei Stößen, Vibration und in rauen Umgebungen.

Oberflächenbehandlungen wie Verchromen sind möglich, um die Leitfähigkeit sowie die Abriebfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Die Feder ist als Meterware oder als Ringfeder mit Außendurchmessern ab 0,51 mm und in Kabelgrößen ab 0,64 mm erhältlich. Die Federkräfte sind abhängig von Material, Spulengröße und Geometrie.

Die Bal Contact-Feder hat sich im Laufe der Jahre in zahlreichen Branchen als einfaches und zuverlässiges Kontaktelement von Anschlüssen bewährt. Die beiden wichtigsten von Konstrukteuren und Entscheidungsträgern zu beachtenden Faktoren sind die mechanischen und abmessungsbedingten Vorteile.

Mechanisch bedingt bleibt die Kraft dieser Federn über den gesamten Durchbiegungsbereich nahezu konstant und ermöglicht die Konstruktion von Anschlüssen, die selbst starken Stößen und Vibrationen sowie großen Temperaturschwankungen standhalten. Durch diese Eigenschaft der nahezu konstanten Kraft kann die Feder außerdem große Maßabweichungen zwischen Kontaktflächen ausgleichen, was Einsparungen bei den Produktionskosten mit sich bringt. Auch Exzentrizitäten der Verbindungsteile lassen sich leicht überwinden. Dies ermöglicht eine einfache Montage. Die Feder gleicht Fehlausrichtungen aus, da die Spulen auf den gegenüberliegenden Seiten des Anschlusses unterschiedlich gebogen sind.

Für jede Serie an Bal Contact Federn gibt es eine breite Palette an Kraftaufwänden bei minimaler Beanspruchung. Die geringe Beanspruchung der Feder reduziert selbst bei hoher Durchbiegung deren Ermüdung, was eine lange Lebensdauer zur Folge hat. Die Fähigkeit, eine nahezu konstante Kraft über den gesamten Durchbiegungsbereich beizubehalten, macht die Feder besonders geeignet für Verriegelungsanwendungen. Schließ- und Öffnungskräfte können unabhängig konzipiert und durch den Einsatz von kundenspezifischen Feder- und Nutkonstruktionen geregelt werden.

Balseal Europe;

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E-Mail: rreichert@balseal.nl

Die Canted-Coil-Federtechnologie stellt das Kernstück der Bal Seal-Produkte dar. Die inhärente Eigenschaft einer schräg gewickelten Feder ermöglicht einen annähernd konstanten Verlauf der Federkraft – im Gegensatz zu herkömmlichen Federtypen, bei denen die Federkraft direkt proportional zum Federweg ist. Die Feder kann so ohne nennenswerte Abweichungen von ihrer Anfangskraft große Passtoleranzen und Temperaturveränderungen ausgleichen.