Von Annette Löwen, Leitung FAT Marketing Deutschland, Böllhoff Verbindungstechnik GmbH
Die NVH-Entwicklung gewinnt zunehmend an Bedeutung. Sie zieht sich durch alle Industrie-branchen von Waschmaschinen bis hin zu Fahrzeugen, Flugzeugen und Windkraftanlagen.
NVH steht für Noise, Vibration und Harshness – Geräusch, Vibration und Rauheit.
Diese Entwicklung beschäftigt sich mit der Thematik der Schwingungsvermeidung und gehört zu den häufigsten direkt wahrgenommenen Qualitätsmerkmalen eines Produktes. Übermäßige Geräusche und Schwingungen verursachen Probleme. Sie können sich negativ auf die Leistungsfähigkeit eines Produktes auswirken, wenn dieses dadurch schneller verschleißt, weniger effizient arbeitet oder in Extremfällen aufgrund mechanischen Versagens eine kürzere Produktlebenszeit aufweist.
Wirft man beispielsweise einen Blick auf die Schwingungstechnik im Automobil treten speziell hier besonders vielfältige Anforderungen auf: Motor, Karosserie, Fahrwerk, Getriebe und weitere Komponenten erzeugen Geräusche und Vibrationen. Die Fahrzeugakustik ist hochkomplex. Auch die aktuellen elektrifizierten Antriebsstränge prägen neue, veränderte Geräuschcharakteristika. Es ist eine echte Herausforderung für Entwickler und Konstrukteure, Antworten auf alle Schwingungs- und Akustikfragen zu geben.
Schwingungen und Geräusche entkoppeln
Mit seiner neuen Produktgruppe SITEC schwingungs- und geräuschentkoppelnder Verbindungselemente begegnet Böllhoff diesem aktuellen Trend zur NVH-Entwicklung.
Der Fokus liegt dabei auf Schwingungen, die durch Aktoren wie Pumpen, Kompressoren und Motoren erzeugt werden. Zur Schwingungs- bzw. Geräuschminderung existieren verschiedene Ansätze:
Eine Methode, um Schwingungen und die damit verbundenen Geräuschemissionen zu mindern, ist das Dämpfen. Bei der materialbasierten Dämpfung wird kinetische Schwingungsenergie in thermische (Wärme-) Energie umgewandelt. Das Prinzip der Dämpfung beschreibt die Abnahme einer Ausgangsgröße über die Zeit. Zu realisieren ist diese Umwandlung mit den SITEC Verbindungselementen durch das Verwenden von technischen Elastomerwerkstoffen.
Eine weitere Methode, um Geräuschemissionen zu mindern, ist die Schwingungsisolation. Im Gegensatz zur Dämpfung erfolgt nicht das Umwandeln von Energie zur Minderung der Amplitude, sondern das Verstimmen der Schwingungen. Bei diesem Prinzip wird eine Erregung direkt von einem federnden Element aufgenommen und durch eine abgestimmte Federrate nur in stark abgeschwächter Amplitude weitergeleitet. Vor allem im Bereich stark schwingungsemittierender Anwendungen ist diese Art der Minderung einzusetzen.
Intelligent verbinden
Neben der durchdachten Geometrie der SITEC Verbindungselemente bilden technische Elastomerwerkstoffe die Basis für diese intelligenten Verbindungslösungen zur Schwingungs- und Geräuschentkopplung. Es stehen aktuell drei verschiedene Materialien zur Verfügung: Das EPDM Peroxid, das VMQ und das thermoplastische Elastomer
EPDM-X+PP. Hauptmerkmal für die Materialauswahl ist die Dauergebrauchstemperatur. Weiterführend können die einzelnen Werkstoffe entsprechend ihrer Shore-Härte ausgewählt werden. Je nach Anforderung an das Produkt wird der geeignete Werkstoff definiert.
Als genereller Ausgangspunkt für die vorhandenen vier Produktausführungen ist die gewünschte Verbindungsvariante zum Anbauteil zu sehen. Die Produktclusterung erfolgt als Steckausführung, hier ist der SITEC Pin zu nennen, oder als Schrauverbindung wie sie beim SITEC Rivet, SITEC Clip und SITEC Spring angeboten wird.
Entkoppelnde Blindnietmutter
Gehen wir näher auf den SITEC Rivet ein. Böllhoff hat als Verbindungsexperte schon früh den besonderen Stellenwert des Kunststoffes erkannt und produziert seit Jahrzehnten Präzisionskunststoffteile. Mit der wachsenden Fachexpertise in der Kunststofftechnik sind Synergien mit anderen Fügetechnologien entstanden und neue innovative Produkte entwickelt worden – so auch der SITEC Rivet. Mit dieser entkoppelnden Blindnietmutter erhält der Anwender die Möglichkeit, einen belastbaren Gewindekörper an einem dünnwandigen Bauteil mit zusätzlicher schwingungs- und geräuschentkoppelnder Eigenschaft zu befestigen.
Der SITEC® Rivet besteht aus einer Metallhülse, in der Regel aus Messing mit metrischem Gewinde, sowie einer Umhüllung aus Elastomer bzw. thermoplastischem Elastomer.
Da die Metallhülse nur im unteren Bereich mit der Umspritzung verbunden ist, bildet sich durch das Eindrehen einer Schraube eine Wulst, die sich rückseitig auf das zu befestigende Bauteil legt. Das Ergebnis ist eine sichere und reversible Blindnietverbindung mit dämpfenden Eigenschaften.
Der SITEC® Rivet wird unter anderem im Automotive-Bereich eingesetzt, um zum Beispiel Motorspoiler, Filter und Kompressoren zu befestigen. Er eignet sich auch als mögliche Verbindungslösung des EV-Inverters im E-Auto.
Neuentwicklungen für applikationsspezifische Anforderungen sind im Rahmen eines Projektes jederzeit möglich. Böllhoff als Partner für 360° Verbindungstechnik mit Montage- und Logistiklösungen geht dabei konkret auf Kundenwünsche und -vorstellungen ein.
Man arbeitet zielorientiert daran, die bestmögliche Lösung für den jeweiligen Einsatzfall anzubieten, immer nach der Devise „Passion for successful joining“.
Verantwortliche Autorin:
Annette Löwen
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