Steckverbinder Die Zwerge der Anschlusstechnik

Autor / Redakteur: Lennart Koch* / Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Mit Har-Flexicon stellt Harting einen Miniaturisierungs-Rekord auf und macht Fortschritte in Richtung Modularität und Miniaturisierung in der industriellen Elektronik möglich.

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Mehr Flexibilität in der industriellen Elektronik: Harting hat die Leiterplattenanschlusstechnik Har-Flexicon entwickelt, die dem Trend der Miniaturisierung folgt.
Mehr Flexibilität in der industriellen Elektronik: Harting hat die Leiterplattenanschlusstechnik Har-Flexicon entwickelt, die dem Trend der Miniaturisierung folgt.
(Bild: Harting)

Modularität und Miniaturisierung sind wichtige Voraussetzungen für die Hightech-Strategie „Industrie 4.0“, mit der die Bundesregierung die Informatisierung der klassischen Industrien, vor allem der Produktionstechnik, vorantreiben will. Das derzeit größte Projekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) ist das Spitzencluster „Intelligente technische Systeme Ostwestfalen Lippe“ (it's OWL), in dem 174 Unternehmen, Hochschulen, wissenschaftliche Kompetenzzentren und wirtschaftsnahe Organisationen in der Region Ostwestfalen-Lippe (OWL) kooperieren. Zu den beteiligten Unternehmen der Region gehört auch Harting.

Die „Smart Factory“ bietet gemäß dem Konzept „Industrie 4.0“ mehr Wandlungsfähigkeit, Ressourceneffizienz sowie Ergonomie und erreicht neue Stufen der Integration. Dabei werden die Komponenten kleiner und leistungsfähiger und vereinen immer mehr Funktionen auf kleinsten Raum.

Leiterplattenanschlusstechnik trägt zur Leistung des Gesamtsystems bei

Der Trend zur Miniaturisierung und Leistungsverdichtung reicht nicht nur bis in die Einzelgeräte und in die Peripherie, sondern auch bis in die Leiterplattentechnik und in deren Anschlüsse. Die Leiterplattenanschlusstechnik ist zwar nur eine passive Komponente, trägt aber dennoch entscheidend zur Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems bei. Hohe Datenübertragungsraten und Betriebssicherheit sind wichtige Faktoren im System. Leistungsfähige und kostengünstige Anschlusskonzepte werden für die zukünftigen Entwicklungen benötigt.

Früher übliche Lösungen wie Einzelanfertigungen, aufwendige Produktionstechniken oder komplizierte Konfektionsverfahren, die dann wiederum fehleranfällig sind, sind heute aus wirtschaftlichen Gründen kaum durchsetzbar.

Dabei ist zu beachten, dass die Steckverbinder außergewöhnliche hohe Belastungen aus der Umgebung aushalten müssen – mehr noch als die Geräte und Komponenten, die sie verbinden. Extreme Vibrationen sowie Zug- und Stoßbelastungen durch die Steckzyklen müssen ausgehalten werden. Dies alles darf sich nicht negativ auf die technischen Eigenschaften eines Steckverbinders auswirken.

Innovative Geräte, die bei schrumpfendem Gerätevolumen eine wachsende Vielfalt an Funktionen und Leistungen bieten, benötigen effizientes Gerätedesign und leistungsfähige Bauteile mit höherem Wirkungsgrad und größerer Leistungsdichte. Bei diesem Trend zur Miniaturisierung darf die klassische Leiterplattenanschlusstechnik nicht hinten anstehen. Auch hier müssen die Komponenten ständig kleiner und leistungsfähiger werden.

Höhepunkt der Miniaturisierung

Aktueller Höhepunkt der Miniaturisierung ist der kleinste Leiterplattensteckverbinder aus der Produktfamilie Har-Flexicon. Mit dem Rastermaß von 1,27 mm und einer Höhe von 5 mm von der Oberkante der Leiterplatte ist er einzigartig auf dem Markt. Dabei können vier Adern mit Querschnitten von 0,05 bis 0,14 mm² (AWG28-26) eingeführt werden. Übertragen werden können so Ströme bis 4 A – je nach Anschlussquerschnitt. Weitere Produkte der Familie sind mit den Rastermaßen 2,54, 3,50/3,81 und 5,00/5,08 mm in gerader und abgewinkelter Ausführung mit maximal 20 Polen erhältlich.

Durch die kleinen Rastermaße erhalten die Hersteller von Maschinen und Geräten, aber auch von Komponenten wie Sensoren und Aktoren, neue Freiheiten bei der Produktentwicklung. Auch Anlagenbauer können damit in neue Leistungsbereiche vorstoßen.

Trotz dieser neuen Rahmenbedingungen möchte der Anwender keine Abstriche bei der Handhabbarkeit machen. Er erwartet, dass die neue Anschlusstechnik genauso schnell und komfortabel konfektioniert werden kann, wie die herkömmliche Technik mit größeren Rastermaßen. Das hat wirtschaftliche Gründe, denn die Konfektionierung einer Anlage sollte möglichst kostengünstig gestaltet werden.

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