Automatisierung von Hochvoltverarbeitungswerkzeugen: Der Schlüssel zum Wachstum des ICT-Marktes

Die Einführung der Elektrifizierung im industriellen und gewerblichen Verkehrswesen (ICT) hat den Pkw-Markt bisher überholt, obwohl dieser Industriezweig an Fahrt aufnimmt. Staatliche Auflagen und finanzielle Anreize haben dazu beigetragen, den Kauf und die Nutzung von Linienfahrzeugen wie Stadtbussen zu fördern, um die Umweltverschmutzung in städtischen Umgebungen zu verringern. Elektrobusse werden bis 2040 zwei Drittel der weltweiten Busflotte ausmachen ¹. Inzwischen werden auch andere ICT-Fahrzeuge wie Lastwagen, Bergbau- und Baumaschinen, Lieferfahrzeuge für die letzte Meile und Militärfahrzeuge elektrifiziert, um den Kraftstoffverbrauch und die Kohlendioxidemissionen zu senken. Diese Fahrzeuge nutzen verschiedene Architekturen, wie konventionelle oder Plug-in-Hybridfahrzeuge, batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (BEV) oder Wasserstoff-Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge, je nach Anwendungsanforderungen.

Was bedeutet das für das Marktwachstum? Der globale Nutzfahrzeugmarkt soll von 2020 bis 2027 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 32,7 % wachsen². Unter den Regionen soll der europäische Nutzfahrzeugmarkt das schnellste Wachstum aufweisen, angetrieben durch den Bedarf an elektrischen Transportern für Logistik und eCommerce³. China bleibt selbstverständlich der dominierende Markt für ICT-Fahrzeuge, was teilweise auf die massenhafte Einführung von Elektrobussen in China zurückzuführen ist⁴.

All dies führt zu einer erhöhten Nachfrage nach Hochvoltverarbeitungswerkzeugen und setzt Hersteller unter neuen Druck, ihre Prozesse und Anlagen zu verbessern. OEMs und Hersteller von ICT-Fahrzeugen verwenden große Kabel von mehr als 10 mm2 für Hochvoltsysteme wie etwa den elektrischen Antriebsstrang. Die große Vielfalt an Kontaktformen, Größen und Crimpanforderungen erschwert jedoch die Standardisierung der Großdrahtverarbeitung^5.

Bislang haben sich die Produkthersteller auf manuelle Prozesse verlassen, um sich an die Bedürfnisse ihrer Kunden anzupassen. Dies wird jedoch zunehmend schwieriger, da sich der Markt von manueller Kabelverarbeitung und Crimpen hin zu automatisierten Prozessen entwickelt. Wie auch in anderen Branchen bietet die Automatisierung den Partnern Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit, Konsistenz und Umfang. Investitionen in die Automatisierung ermöglichen es den Produktherstellern, das wachsende Geschäft ihrer Kunden mit hochwertigen, zuverlässig hergestellten Drähten in den gewünschten Mengen zu unterstützen.

TE Connectivity (TE) hat diesen wachsenden Markttrend erkannt und bereits vor einigen Jahren in die Weiterentwicklung seines Produktportfolios an Kabelverarbeitungsanlagen für Hybrid- und Elektromobilität investiert, um flexible Automatisierungsprozesse zu ermöglichen. Von der Kabelverarbeitung bis zum Crimpen von Kabeln – wir bieten jetzt eine Komplettlösung an, um das Wachstum unserer Kunden im Hochspannungsbereich zu unterstützen, einschließlich Werkzeugsätzen, Werkzeughaltern, Hochvoltpressen und unserem neuen Hochvoltkabelprozessor. Zu unseren Lösungen zählen:

• HV-CP-Hochvolt-Kabel-Prozessor

Qualitativ hochwertige Hochvoltkabelendverschlüsse erfordern eine ordnungsgemäße Verarbeitung von komplexen Hochvoltkabeln. OEMs, die unsere neue HV-CP-Maschine einsetzen, profitieren davon, dass sie hochwertige vorbereitete Drähte erhalten, die sie unmittelbar für HV-Anwendungen verwenden können. Sie müssen sich nicht mehr vor Problemen bei der manuellen Kabelverarbeitung fürchten, wie z. B. gerissene Isolierung, Folienreste auf Kabeln, eingekerbte oder abstehende Litzen oder eingekerbte Leiterlitzen. Diese führen notwendigerweise zu Materialverschwendung, höheren Kosten und Produktionsverzögerungen. Da die Aufbereitung von Großdrähten äußerst kostspielig ist, kann die Beseitigung von Abfall die Gewinnspannen der OEMs erhöhen.

Die HV-CP-Maschine ist so konzipiert, dass sie den Spezifikationen der Klemmen entspricht. durch Abisolieren des Außenmantels, der Folienabschirmung, des Abschirmungsgeflechts und der inneren Isolierung von Hochvoltkabeln in nur 30 Sekunden. Integrierte Luftdüsen reinigen die Blätter automatisch bei jedem Schneidezyklus, und ein in Reihe geschaltetes Vakuumsystem entfernt Schnecken und Verunreinigungen und hält den Arbeitsbereich sauber und effizient.

Auch OEMs gewinnen an Flexibilität. Mit einer Breite von nur 687 mm wurde die HV-CP-Maschine entwickelt, um OEMs bei der Automatisierung der Kabelvorbereitung auf engem Raum in den Fabrikhallen zu unterstützen. Darüber hinaus ist die HV-CP-Lösung mit einer geschätzten Messerlebensdauer von 100.000 Zyklen und der Möglichkeit, Abisolierklingen, Schneidräder und Spanndorne in wenigen Minuten zu wechseln, auch relativ wartungsarm.

• Modulare Hochvolt-Matrizenhalterung

Im Gegensatz zu statischen Applikatoren, die schwer, manchmal kompliziert zu montieren und schwierig zu wechseln sind, ist der neue modulare HV-Werkzeughalter ein leichtes, flexibles Design, das in ausgewählte Hochdruckpressen passt. Es ermöglicht einer einzigen Person, die Werkzeuge innerhalb von drei bis fünf Minuten zu wechseln. Früher war es nicht unüblich, dass zwei Personen die statischen Applikatoren wechselten: einer hielt die Matrizenhalterung, der andere schraubte sie von der Presse ab.

Diese Prozesse verlangsamten die Produktion und brachten gleichzeitig potenzielle Qualitätsprobleme mit sich. Mit dem aktuellen Applikator-Design von TE gehören diese Herausforderungen der Vergangenheit an.

Die modularen HV-Matrizenhalterungen verfügen über eine Reihe weiterer Verbesserungen, die ihren Einsatz erleichtern. Eine federbelastete Verdrahtungsklemme, die für eine Vielzahl von Kabelgrößen geeignet ist, kann schnell auf die vordere, linke oder rechte Seite verlagert werden, um unterschiedlichen Crimpanforderungen gerecht zu werden. Die integrierte Feineinstellung der Crimphöhe hilft dem Bediener, die Crimphöhe schnell und präzise einzustellen. OEMs und Automobilhersteller erhalten die Flexibilität, ein breites Spektrum an großen Kabeln für ihre Anwendungen zu verarbeiten, ohne die Werkzeuge andauernd neu einstellen zu müssen.

• HF/HV-20-Crimpmaschinen von TE

Die HF/HV-20-Pressen sind robuste, kompakte, hochkraftstarke Tischmaschinen, die eine Crimpkraft von 178 kN (20 T) mit schneller, wiederholbarer Genauigkeit erreichen können. Das Modell HV-20 verfügt über eine digitale CQM II-Schnittstelle zur Überwachung der Crimpkraft, eine variable Geschwindigkeit und ein integriertes Vakuumsystem, um empfindliche Verbindungen sauber und frei von Verunreinigungen zu halten, die bei der Verarbeitung von Hochvoltkabeln häufig auftreten.

Um sich optimal an den Anwendungsprozess anzupassen, ermöglicht das flexible Design der Hochleistungsmaschinen mehrere Bearbeitungsausrichtungen. Die einstellbare Matrizenhalterungsplattform kann leicht gedreht werden, um die Bearbeitung von der linken, vorderen oder rechten Seite des Geräts aus durchzuführen. Für alle Modelle sind auch seitliche Schutzvorrichtungen erhältlich, die sowohl für Einzelausführungen als auch für gereelte Kontakte geeignet sind.

Die TE HF/HV-20-Maschine kann Drähte bis zu 120 mm2 verarbeiten. Damit ist sie für ein breiteres Spektrum von Anwendungsfällen einsetzbar als andere Maschinen, die in der Regel Drähte bis zu 50 mm2 oder 100 mm2 verarbeiten. Die Crimpgeschwindigkeit der TE HF/HV-20 kann von 1,3 bis 8,3 Sekunden variiert werden, was einen besseren Materialfluss der Kontakte ermöglicht. Dies schützt größere Drähte vor unnötiger Belastung, die zu Materialzerstörung führt.

OEMs, die ihre Qualität auf ein höheres Niveau bringen wollen, sollten die HV-20 in Betracht ziehen, die auch eine Crimpkraftüberwachung für eine 100%ige Qualitätskontrolle und ein integriertes Vakuumsystem für saubere elektrische Verbindungen bietet.