Was technologische Entwicklungen betrifft, steht die Automobilindustrie nach wie vor ganz vorn und ist ein Vorbild für viele weitere Branchen. Die aktuellsten Entwicklungen auf dem Fahrzeugmarkt konzentrieren sich auf den elektronischen Fortschritt, sowohl in Bereichen für ein verbessertes Fahrer-/Beifahrererlebnis durch bessere Schnittstellen als auch Innovationen im Bereich von Sicherheit und halbautonomen Fahrfunktionen wie da. automatische Bremsen und der Spurhalteassistent. Nun liegt das Hauptaugenmerk auf der Umstellung vom Verbrennungsmotor auf umweltfreundlichere Alternativen, vor allem Elektrofahrzeuge und verschiedene Hybridoptionen. Diese Veränderung wird zukünftig weitaus mehr Herausforderungen für elektrische Schaltkreise, Stecker und Kontakte darstellen.

Unabhängig von dem Industriebereich werden elektrische Kontaktschmiermittel verwendet, um die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit elektrischer Kontakte und Steck zu verbessern.

Kontaktschmiermittel wurden ursprünglich 1941 von Electrolubes Gründer erfunden, um die elektrische Leistung und Zuverlässigkeit von Lautstärkereglern zu verbessern. Die Verwendung hat sich seitdem stark über viele verschiedene Bereiche ausgebreitet und ist schon seit Jahrzehnten ein wesentlicher Faktor für die zuverlässige Leistung von Automobilkomponenten.

Kontaktschmiermittel sind Fette und Öle mit einer speziellen Rezeptur, die Reibung und Verschleiß verringern und die elektrische Leistung stromführender Metallschnittstellen, wie Schaltern und Stecker verbessern. Da Metallschnittstellen niemals glatt und eben sind, können dünn aufgetragene Kontaktschmiermittel Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche ausfüllen und damit den Kontakt und die elektrische Leistung verbessern, sowie die Kontaktlebensdauer durch das Vermeiden von Hitzestau, Frettage (Abrieb) und Lichtbogenbildung verlängern.

Indem der Luftspalt zwischen den Kontaktflächen gefüllt wird, erhöhen Kontaktschmiermittel die effektive Oberfläche erheblich, vermeiden Lichtbogenbildung, Temperaturanstieg sowie Oxidation. Außerdem bieten sie eine Barriere für Verunreinigungen aus der Luft und verringern mechanische Abnutzung. Zusätzlich wird die Verwendung von Kontaktschmiermitteln dahingehend beurteilt, wie sie die Haptik eines Schalters oder Kunststoff-zu-Kunststoffschnittstellen beeinflussen.

Ob Anwendungen in der Fahrgastzelle, wie Lüftungsklappen von Klimaanlagen, Schaltern, etc. oder außerhalb des Fahrzeugs, wie Seitenspiegeleinstellung, oder an kritischen Kontakten im Kabelbaum vorgesehen ist; die Anwendungsgebiete für Kontaktschmiermittel steigen in den CASE-Technologies („Connected, Autonomous, Shared, Electric“ – Verbunden, Autonom, Geteilt, Elektrisch) stets an.

Kontaktschmiermittel werden im Automotivebereich vor allem für folgende drei Zwecke verwendet:

1. Verbesserung der Stromübertragung und der Zuverlässigkeit des Kontakts

Wie bereits dargelegt, erhöhen Kontaktschmiermittel die Kontaktfläche, indem Luftspalte gefüllt werden und elektrischer Widerstand reduziert wird. Die Technologie ist weiter in sicherheitskritischere Vorgänge in Fahrzeugen vorgedrungen. Da immer mehr Fahrzeuge aufgrund von elektronischen Komponenten zurückgerufen werden, ist es äußerst wichtig, dass diese sicherheitskritischen Kontaktstellen dauerhaft funktionsfähig bleiben. In einem aktuellen Bericht von AlixPartners wurde im Einzelnen aufgeführt, dass Rückrufe zur Reparatur von Defekten in elektronischen oder elektrischen Systemen in den letzten Jahren jährlich um 30% gestiegen sind. Solche Defekte umfassen Probleme mit Software und Softwareintegration, wobei die große Mehrheit der Rückrufe tatsächlich auf Ausfälle aufgrund von integrierten Elektrokomponenten zurückzuführen sind. Als ein nach IATF 16949 zugelassener Hersteller elektrochemischer Produkte wird Electrolube oft um Unterstützung dabei gebeten, das Auftreten dieser Probleme zu verhindern und vollständig zu verstehen, welche Auswirkungen diese Ausfälle auf das Geschäft haben können, wobei Kosten aus allen Bereichen berücksichtigt werden sowie die Auswirkungen, die es auf den Ruf der Marke als Fahrzeughersteller hat. Es ist daher wichtig, alle Aspekte elektronischer Systeme zu berücksichtigen, einschließlich des Kontakts zwischen Geräten und der richtigen Auswahl des Kontaktschmiermittels.

Die elektrische Leistung eines Kontaktschmiermittels wird gemessen, indem der Spannungsabfall in mV der Kontakte/Schalter über eine bestimmte Anzahl Zyklen gemessen wird, oft mehr als 20.000 Nutzungszyklen. Die Leistung verschiedener Kontaktschmiermittel kann abhängig von der Rezeptur und der beabsichtigten Endnutzung abweichen. Beispielsweise haben einige Materialien einen stabileren niedrigen Spannungsabfall in mV über eine hohe Anzahl an Zyklen, bieten allerdings eine geringere Kunststoffkompatibilität, s. Abb. 1. In anderen Fällen erfordert die Anwendung eine bestimmte Konsistenz des Kontaktschmiermittels, kombiniert mit guten elektrischen Eigenschaften. Ein „steiferes“ oder „härteres“ Fett sollte ausgewählt werden, wenn es während dem mechanischen Betrieb des Schalters in Position bleiben muss. In solchen Fällen kann ein Konuspenetrationstest bei unterschiedlichen Temperaturen oder ein Verschleißtest der Schmiermittel bei der Produktauswahl helfen. Andererseits kann ein sehr weiches Fett oder ein Kontaktöl für Anwendungen erforderlich sein, in welchen eine sehr geringe Kontaktkraft herrscht. In solchen Fällen sollte die Schalterbetätigung mit verschiedenen Schmiermitteln getestet werden, um die Eignung einzelner Materialien festzustellen.  Deshalb ist es wichtig, bei der Auswahl des Kontaktmittels alle elektrischen Anforderungen, die Materialverträglichkeit und Umwelteinflüsse zu berücksichtigen.

Die Verbesserung der elektrischen Eigenschaften von Schaltern und Steckern in Fahrzeugen lag in der Vergangenheit meist auf Niederspannungsschaltern, verlagert sich allerdings, auf Grund von Neuentwicklungen elektronischer Funktionen zunehmend in Richtung kritischerer Anwendungen. Mit dem Wechsel zu Elektrofahrzeugen entstehen neue Herausforderungen, wie eine Erhöhung elektrischer Verbindungen mit wesentlich höheren Spannungen, die in der Fahrzeugelektrik übertragen werden müssen. Mit Erfahrungen aus anderen Bereichen wie der Mittel- und Hochspannungs-Schalttechnik, Galvanik und Relais bietet Electrolube eine Reihe an Produkten, die die hohen Herausforderungen des Elektrofahrzeugmarkts erfüllen.

2. Reduzierung der Auswirkungen externer Einflüsse, sowie Vermeidung von Korrosion und Verschleiß

Der Kabelbaum gleicht mit seinen zahlreichen Anschlüssen einem zentralen Nervensystem, das die Kommunikation vieler verschiedener Fahrzeugkomponenten ermöglicht. Aufgrund der Komplexität der Elektronikanwendungen in einem Fahrzeug ist der Kabelbaum im wahrsten Sinne des Wortes ein Schwergewicht. Deswegen werden in Kabelbäumen verschiedene Materialien, wie z. B. Aluminium oder eine Kombination verschiedener Metalle verwendet. Während Aluminium zwar ein geringeres Gewicht aufweist, bringt es jedoch andere Herausforderungen mit sich, wie z. B. die Bildung harter Oxidschichten und elektrochemische Korrosion bei Anwesenheit von Feuchtigkeit und anderen Metallen. Kontaktschmiermittel können verwendet werden, um neu zusammengesteckte Kontakte, die Umwelteinflüssen ausgesetzt sind, zu schützen. Allerdings ist dies nur ein Teil des Problems. Über die Lebensdauer dieser Kontakte ist Reibkorrosion nicht ungewöhnlich. Die Verwendung von Kontaktschmiermitteln kann dabei zur Vermeidung der Freisetzung des Kontaktsubstrats und Aluminiums eingesetzt werden und die Ausfallraten von Kontakten und Steckern erheblich verringern.

Zu Umwelteinflüssen gehören Temperaturänderungen, Feuchtigkeit und korrosive Atmosphären. Temperaturschwankungen können Auswirkungen auf die Konsistenz des Kontaktschmiermittels haben. Beispielsweise kann ein Kontaktschmiermittel bei 25°C einen Konuspenetrationswert von 320 haben, bei -40°C oder kälter kann dieser Wert allerdings erheblich sinken und so das Fett eine wesentlich härtere Konsistenz aufweisen. Auch feuchte Umgebungen sind häufig zu finden. Die meisten Kontaktschmiermittel weisen daher eine lange Beständigkeit gegen hohe Feuchtigkeitswerte auf. Wenn Feuchtigkeit und korrosive Umgebungen kombiniert werden, treten die Unterschiede zwischen verschiedenen Produkten zutage. Electrolube hat eine Reihe von Tests entwickelt, um diese Unterschiede darzustellen und Sie bei der weiteren Produktauswahl zu unterstützen. Bei diesen Tests werden zum Beispiel benetzende Feuchtigkeit mit anschließendem Salznebeltests oder Chlorbeständigkeitstests kombiniert und außerdem verschiedene Kontaktmaterialien berücksichtigt.

Beim kombinierten Feuchtigkeits-Salznebeltest werden die Materialien drei Wochen lang 90% Feuchtigkeit bei 35°C ausgesetzt, um darauf folgend eine Woche bei 35°C in der Salznebelkammer zu verweilen. Der Schutz der Kupfer- und Stahlsubstrate wurde nach diesem Test einer Sichtprüfung unterzogen. Typischerweise weisen synthetische Schmiermittel wie CTG in dieser Umgebung den besten Schutz auf. Zusätzlich zu diesem Test wurden mit unterschiedlichen Schmiermittel geschützte Gold- und Silberkontakte einer Salznebelumgebung ausgesetzt. Auch diese Ergebnisse bestätigten, dass vor allem einige Schmiermittel auf Mineralbasis zum Schutz dieser Substrate in rauen Umgebungen nicht geeignet sind. Letztendlich wurde als Extremtest eine oxidative Umgebung mit Chlor erzeugt und zwei Monate lang bei 35°C gehalten, und auch hier zeigten die Ergebnisse, dass CTG einen außergewöhnlich hohen Schutz bietet, dicht gefolgt von CG53A und CG60.

3. Verbesserung der Qualität, Haptik, Steckkraft bzw. Bedienung von Schaltern und Steckern

Kontaktschmiermittel werden in vielen Anwendungen verwendet, um die Haptik eines Schalters zu verbessern und so einen hochwertigen Eindruck zu erzielen. Dies gilt auch für viele Anwendungen im Fahrzeuginnenraum, wobei sichergestellt wird, dass Metall-zu-Metall-, Kunststoff-zu-Metall- und Kunststoff-zu-Kunststoffkontakte gleichermaßen eine gute Verbindung zwischen den eingesetzten Materialien aufweisen und somit Geräusche und Bewegung bei Vibrationen verringert werden, die beim normalen Gebrauch des Fahrzeugs auftreten. Da Fahrzeuge immer leiser werden, die Reifentechnologie voranschreitet und in Zukunft immer mehr Elektroautos unterwegs sein werden, wird der Fahrzeuginnenraum ein immer leiserer Ort. Um ein hochwertiges Fahrerlebnis zu gewährleisten, ist die Qualität dieser Kontakte und die gesamte Lärmdämpfung ein immer wichtiger werdender Faktor.

Produkte wie z. B. Electrolubes CG60 und SPG werden seit einigen Jahren für solche Automobilanwendungen verwendet und sind dazu geeignet, den Fahrzeuginnenraum zukunftsfähig zu gestalten und gleichzeitig den größtmöglichen Komfort des Fahrerlebnisses zu bieten. In Anwendungen, in denen eine höhere Leistung notwendig wird, kann ein fluorisiertes Kontaktmittel wie Electrolubes EGF erforderlich werden, um u.a. die benötigte Kraft beim Einstecken von Steckern zu verringern. Dies führt uns wiederum zu dem Thema Kabelbaum. Mit steigender Anzahl elektronischer Komponenten und Stecker in Elektroautos steigt der Bedarf an Kontaktschmiermitteln wie z. B. Electrolubes CG60, CTG oder EGF zur Verbesserung des Schutzes während der Produktion und Verwendung. In der Tat wird in einer Studie von Research and Markets berichtet, dass basierend auf Komponenten, die Verbindung von Elektronik in Fahrzeugen über Kabelbäume bis 2025 aufgrund der Entwicklung zukunftsweisender Technologien im Automobilbereich, einschließlich Fahrerassistenzsystemen und Sicherheitsfunktionen, das schnellste Wachstum verzeichnen wird.

Die Automobilbranche befindet sich in einem Zeitalter konstanter Änderungen und Weiterentwicklung. Der Umstieg auf Hybrid- und Elektrofahrzeuge stellt uns vor neue Herausforderungen in Bezug auf elektrische Stecker, Schalter und Geräte, die sich in den kommenden Jahren weiterentwickeln werden. Durch Entwicklungen in Batterietechnologie und Nutzerschnittstellen, alternativen Kraftstoffquellen und der sich ausweitende Markt für autonomes Fahren werden wir stets vor neuen Herausforderungen stehen. Durch die Bewältigung der scheinbar kleinen Aufgabe, qualitativ hochwertige, zuverlässige und geschützte elektrische Verbindungen zu gewährleisten, können Kontaktschmierstoffe dazu beitragen, diese neuen Anforderungen zu erfüllen. Der EV Antriebsstrang ist im Durchschnitt zweieinhalb Mal teurer als konventionelle Powertrains (AlixPartners), wodurch der Kostenfaktor ein weiterer Wachstumshemmer auf diesem Markt darstellt. Diese Kosten werden im Laufe der Zeit durch Skaleneffekte und Verbesserungen der Technologie sinken. Dies ist in Kombination mit niedrigeren Gesamtkosten aufgrund des Erhalts hoher Qualitätsstandards und weniger Fahrzeugrückrufen aufgrund von ausfallenden elektrischer Kontaktschnittstellen der Grund, warum Hersteller die Auswahl von Kontaktschmierstoffen jetzt und in Zukunft sehr wichtig nehmen sollten.