Parametrisierte Modelle zur konstruktiven Auslegung optimierter elektrischer Steckverbinderkontakte
Michael Blauth
Steckverbinder für die Leistungsübertragung müssen geometrisch-stofflich so dimensioniert werden, dass sie eine vorgegebene Grenztemperatur nicht überschreiten.
Zunächst werden analytische Modelle aus verschiedenen physikalischen Phänomenen (mechanische, elektrische, thermische und kontaktphysikalische) miteinander gekoppelt, um die Stromerwärmung von Steckverbinderkontakten analytisch zu berechnen. Die Modelle werden durch Experimente und FE-Analysen verifiziert. Mit erweiterten Modellen werden wichtige Fragestellungen bei der konstruktiven Auslegung geklärt (z.B. zulässiger Durchgangswiderstand, Zusammenhang zwischen Widerstand und Stromerwärmung, optimale Anzahl an Kontaktfedern). Zudem werden Sensitivitätsanalysen durchgeführt.
Schließlich wird ein berechnungsgestütztes Vorgehen zur systematischen Auslegung von Steckverbinderkontakten erarbeitet. Unter Berücksichtigung geeigneter Randbedingungen ist eine direkte Berechnung der wesentlichen Abmessungen und Werkstoffkennwerte möglich.
