Sie alle kennen das: Wenn zu Hause die Sicherung herausspringt, gehen Sie zum Schaltkasten, legen den FI-Sicherungsschalter um und haben Ihren Strom wieder. In der Elektromobilität ist das nicht ganz so einfach: Aufgrund deutlich höherer Spannungen und Stromstärken müssen Schalter hier bestimmte Eigenschaften mitbringen, um die Sicherheit im Automobil zu gewährleisten.
Die Herausforderung
Im Falle eines Kurzschlusses werden elektrische Schaltgeräte in Hochstromgeräten ganz automatisch betätigt. Bei jeder Betätigung entsteht in der sogenannten Funkenlöschkammer ein Lichtbogen (Funke), der sicher entladen werden muss. Gleichzeitig führt jede Betätigung zu einer Ionisierung der Luft. Passiert dies häufiger und schnell hintereinander, kann aus der unbedenklichen Luft ein explosives Gas-Gemisch werden. Genau dies gilt es zu verhindern.
Die Lösung
Gemeinsam mit unserem Kunden haben wir einen Pressling aus mehrlagigem Drahtgewebe entwickelt, der in der Funkenlöschkammer einen Luftaustausch ermöglicht – in der Physik spricht man von freier Konvektion.
Die Luft, die durch den Kurzschluss entsteht und ionisiert ist, hat dank des Gewebes die Möglichkeit, nach außen zu treten und sich dabei immer wieder zu erneuern, sodass keine zündfähigen Gemische entstehen können. Gleichzeitig sorgt das mehrlagige Gewebe mit seiner Masse und Stabilität dafür, dass der Lichtbogen nicht nach außen durchschlägt, sondern sicher abgeleitet wird.
Aufbau und Gewebedetails
Die Presslinge werden in einem Stanzverfahren hergestellt und haben eine gasdichte Randverdichtung. Der Lagenaufbau ist individuell definiert und auf die konkrete Anwendung im elektrischen Schaltgerät berechnet. So sorgen wir dafür, dass das Bauteil alle Verschmutzungen bis zu einer vorgegebenen Partikelgröße zurückhält und gleichzeitig eine exakt definierte Durchflussleistung hat, die die freie Konvektion gewährleistet.
Damit die Entwicklung individueller, mehrlagiger Gewebe-Formteile nicht nach dem Prinzip „Trial-and-Error“ geschieht, haben wir bei Haver & Boecker vor mehreren Jahren CFD-Analysen (Computational-Fluid-Dynamics) eingeführt, mit denen wir den Lagenaufbau modellieren und eine Simulation über die physikalischen Eigenschaften der Modellierung darstellen können. Somit können wir im Vorfeld abschätzen, welche Gewebesorten für die konkrete Anwendung in Frage kommen.
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