Spulendesign und Leistungstests in KASEN-Kupplungssystemen für Kfz-Klimaanlagen

Entwicklung des magnetischen Kerns der Leistung

In jeder Autoklimaanlagenkupplung ist die Spule das unsichtbare Kraftpaket.
Sie wandelt elektrischen Strom in ein präzises Magnetfeld um und betätigt die Kompressorkupplung mit exakter Zeit- und Drehmomentsteuerung.
Bei KASEN ist diese Komponente nicht von der Stange – sie wird durch einen iterativen Designprozess maßgeschneidert, der elektrische Effizienz, thermische Beständigkeit und Herstellbarkeit in Einklang bringt.

1. Materialauswahl: Ausgewogenheit zwischen Leitfähigkeit und Haltbarkeit

Die Grundlage einer zuverlässigen Spule liegt in der Wahl der Materialien.
KASEN verwendet sauerstofffreien Kupferdraht mit hoher Leitfähigkeit (OFHC), der mit Zweischichtige hitzebeständige Emaille, ausgelegt für Dauerbetrieb bei 180 °C.

Jede Spulencharge wird durch Wirbelstrom-Leitfähigkeitstests überprüft, um die Konsistenz vor dem Wickeln sicherzustellen.

2. Fortschrittlicher Wickelprozess und thermische Optimierung

Der Spulenwicklungsprozess bestimmt sowohl die magnetische Symmetrie als auch die Wärmeverteilung.
KASEN verwendet CNC-gesteuerte automatische Wickler mit Laserspannungsrückmeldung, um einen gleichmäßigen Schichtabstand aufrechtzuerhalten und Mikrorisse im Zahnschmelz zu verhindern Beschichtung.

Design-Highlights:

• Präzisionswicklung mit ±0,02 mm Spannungsabweichung.

• Kernverkapselung mit Hochtemperatur-Epoxidharz zur Verbesserung der Durchschlagsfestigkeit.

• Integrierte Kühlkörperstruktur zwischen Wicklungen und Gehäuse, wodurch die Kühleffizienz um 20 % verbessert wird.

Das Ergebnis: Spulen, die auch bei schwankenden Umgebungstemperaturen einen konstanten Widerstand und eine gleichbleibende magnetische Leistung beibehalten.

3. Kalibrierung der magnetischen Zugkraft

Die Magnetstärke bestimmt die Kupplungszuverlässigkeit.
Jede Spule einer Autoklimaanlagenkupplung wird unter Simulation einer Magnetzugkraftmessung unterzogen laden.

Zugkraftprüfgeräte zeichnen magnetische Anstiegskurven in Echtzeit auf und scheiden Spulen automatisch aus, die über die Toleranz von ±2 % hinaus abweichen.

Erkenntnis: Ein höherer magnetischer Wirkungsgrad sorgt nicht nur für sicheres Einkuppeln, sondern reduziert auch den Kompressorwiderstand, wodurch die Gesamtmotorlast und der Kraftstoffverbrauch gesenkt werden.

4. Wärmeleistungs- und Dauertests

Die Laborvalidierung von KASEN simuliert extreme Bedingungen, um Spulenisolierung, Widerstandsstabilität und Wärmeableitung zu überprüfen.

Thermische Validierungstests:

• Belastungstest bei konstanter Temperatur: 180 °C für 500 Stunden, Widerstandsdrift ≤2 %.

• Thermoschocktest: −40 °C ↔ +180 °C, 500 Zyklen, keine Emaillerisse.

• Einschaltdauer: 300.000 Schaltzyklen, Spannungsabfall <3 %.

Infrarot-Thermografie während des Tests bestätigt eine gleichmäßige Wärmeverteilung über die Spulenwicklungen und verhindert so örtliches Durchbrennen – eine Hauptursache für allgemeine Spulenausfälle.

5. Bewertung der elektrischen und magnetischen Effizienz

KASEN-Ingenieure messen die Wechselwirkung zwischen Stromeingang und magnetischem Ausgang durch B-H-Kurventests (magnetische Flussdichte vs. magnetische Feldstärke).
Dies ermöglicht eine Feinabstimmung der Spulengeometrie, um maximale Effizienz bei Nennspannung ohne zu erreichen Sättigung.

Ergebniszusammenfassung:

• Magnetische Flussdichte (Bmax): 1,75 T

• Reduzierung des Kernverlusts: −12 % durch optimierte Laminierungsdicke

• Induktivitätstoleranz: ±3 % über 10.000 Proben

Diese Präzisionskontrollen stellen sicher, dass die elektromagnetische Signatur jeder Spule ihrem Designplan entspricht.

6. Qualitätskontrolle und Datenrückverfolgbarkeit

Jede Spule, die im Kupplungssystem für Kfz-Klimaanlagen verwendet wird, ist von der Kupferspule bis zur fertigen Baugruppe rückverfolgbar.

Inline-Qualitätsprüfungen umfassen:

• Widerstandsmessung an drei Temperaturpunkten (20°C, 100°C, 180°C)

• Hochspannungs-Dielektrischer Test (2.000 V für 1 Minute)

• Automatisierte Polaritäts- und Durchgangsprüfung

• Barcodierter Daten-Upload in die MES-Datenbank

Dieses System gewährleistet 100 % Rückverfolgbarkeit für OEM-Kunden und unterstützt bei Bedarf die Analyse von Chargenrückrufen.

7. Umweltverträglichkeit und Feuchtigkeitsschutz

In feuchten Regionen wird die Verschlechterung der Spule oft durch Kondensation oder den Kontakt mit korrosiven Gasen beschleunigt.
KASEN begegnet diesem Problem durch mehrschichtigen Schutz:

• Epoxidverguss zur Feuchtigkeitsabdichtung

• Silikondichtungsschnittstelle zwischen Spulengehäuse und Kompressorkörper

• Oberflächenbeschichtung erfüllt ASTM B117 500-Stunden-Salzsprühnebelbeständigkeit

Dies garantiert eine stabile magnetische Reaktion auch unter Küstenbedingungen oder hoher Luftfeuchtigkeit.

KASEN: Auf Effizienz ausgelegter Magnetismus

Durch präzise Spulenkonstruktion, umfassende Tests und robusten Umweltschutz stellt KASEN sicher, dass jede Autoklimaanlagenkupplung bei jeder betrieblichen Herausforderung konstant funktioniert.
Diese Konstruktionsprinzipien führen zu einem sanfteren Einrücken, längeren Wartungsintervallen usw Höhere Kundenzufriedenheit.

Um das gesamte Sortiment an Kupplungssystemen, Designspezifikationen und OEM-Kooperationsoptionen von KASEN kennenzulernen, besuchen Sie bitte die KASEN-Homepage oder erreichen Sie unser technisches Team über die Kontaktseite.

FAQ: Spulenleistung und Designvalidierung

Q1. Warum ist eine Isolierung der Klasse H für A/C-Kupplungsspulen erforderlich?
Da die Spulentemperatur im Dauerbetrieb 160 °C überschreiten kann, gewährleistet Klasse H eine langfristige dielektrische Integrität.

Q2. Was führt zu einer Drift des Spulenwiderstands im Laufe der Zeit?
Thermische Alterung und Zahnschmelzabbau; KASEN mildert dies durch eine zweischichtige Isolierung und eine Epoxidverkapselung.

Q3. Wie wirkt sich das Spulendesign auf die Effizienz des Kompressors aus?
Effiziente Spulen reduzieren elektrische Verluste, was zu einem schnelleren Einkuppeln und einem geringeren mechanischen Widerstand führt.

Q4. Sind KASEN-Spulen sowohl mit 12-V- als auch mit 24-V-Systemen kompatibel?
Ja – kundenspezifische Wicklungskonfigurationen sind für Plattformen für Pkw, Nutzfahrzeuge und Elektrofahrzeuge verfügbar.