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Steckverbinder In der Anschlusstechnik sind Systemlösungen gefragt

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein

Systemlösungen in Form von fertig konfektionierten Steckverbindersystemen und geprüften, einbaufertigen Baugruppen vereinfachen Installa­tionen, sparen Zeit und verhindern Fehler bei Einbau und Konfektion. Thomas Spindler von Stäubli erklärt die Hintergründe.

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Konfektionierte Combitac-Steckverbinder als fertig geprüfte Baugruppe lassen sich schnell und fehlerfrei einbauen.
Konfektionierte Combitac-Steckverbinder als fertig geprüfte Baugruppe lassen sich schnell und fehlerfrei einbauen.
(Bild: Jan Ehlers/Stäubli)

konstruktionspraxis: Warum sind Systemlösungen im Trend?

Thomas Spindler: Mit der Umstellung auf flexible Produktionskonzepte und modulare Fertigungsanlagen steigt der Bedarf an komplexen Schnittstellen, die einfach bedienbar, oft automatisierbar und vor allem zuverlässig sein müssen. Solche Schnittstellen erfordern zum einen viel Know-how für die korrekte Installation, aber auch zusätzliche Ausstattung wie Spezialwerkzeuge und Ersatzteile. Gleichzeitig sind sie oft projektbezogen. Das heißt, es besteht kein kontinuierlicher Bedarf, weil sich die Nutzung auf nur eine Anlage oder die Produktion einer Serie beschränkt. Daher machte es nicht immer Sinn, diese Ressourcen – Personal, Material und Fachwissen – direkt beim Anlagenbauer zur Verfügung zu stellen.

Es kann also sinnvoll sein, die Schnittstellen fertig konfektioniert und einbaufertig einzukaufen. Fertig geprüfte Baugruppen stellen die korrekte Montage und die einwandfreie Funktion sicher. Der Ausfall einer Schnittstelle oder auch nur ein Teilausfall, bei der die Stromversorgung oder ein Freigabesignal unterbrochen wird, kann eine komplette Fertigungslinie stilllegen. Die Kosten, die hierbei im Nu entstehen, rechtfertigen die Investition in Systemlösungen, die zu erhöhter Prozesssicherheit führen und sich so sehr schnell bezahlt machen.

Thomas Spindler ist Head of Sales and Marketing bei Stäubli Electrical Connectors.
Thomas Spindler ist Head of Sales and Marketing bei Stäubli Electrical Connectors.
(Bild: Stäubli)

konstruktionspraxis: Welche konkreten Vorteile bringen System­lösungen dem Anwender?

Spindler: Fehler beim Einbau und bei der Konfektion von Steckverbindern und Anschlussleitungen können die Schnittstelle und die Anlage beschädigen oder im schlimmsten Fall zu Personenschaden führen. Wir können nicht vermeiden, dass Menschen Fehler machen, aber wir können die Wahrscheinlichkeit reduzieren, dass solche Fehler auftreten.

Fertig konfektionierte Steckverbinder, die als komplett geprüfte Baugruppe beim Kunden eintreffen, können im Idealfall einfach als Plug-and-play-Lösung angeschlossen werden. Bei Stäubli prüfen wir ganz zum Schluss das fertige Teil und liefern es einbaufertig aus. Das spart dem Kunden Zeit für die Montage, sorgt aber vor allem für eine geringere Fehlerquote bei Inbetriebnahme und Wartung. Wir definieren für jedes konfektionierte Produkt einen festen Prüfplan. Wo es sinnvoll ist, wird jede einzelne Konfektion mechanisch und elektrisch getestet, um die Funktionalität zu 100 % sicherzustellen.

konstruktionspraxis: Wie sieht es mit wirtschaftlichen Aspekten aus?

Spindler: Systemlösungen verschaffen unseren Kunden in der Tat einen wirtschaftlichen Vorsprung, wenn sie kein speziell geschultes Fachpersonal und auch keine Infrastruktur zur Montage und Konfektionierung der Schnittstellen benötigen. Neben den Personal- und Werkzeugkosten wird aber auch der Aufwand für die Logistik niedrig gehalten. Durch die Lieferung der kompletten Lösung aus einer Hand werden Einkaufsprozesse vereinfacht und Lagerkosten gesenkt.

Außerdem liegt auch Einsparpotenzial darin, dass wir durch unser Know-how ganz neue Lösungsansätze ins Spiel bringen können. So lassen sich zum Beispiel durch die Betrachtung der kompletten Baugruppe Kosten senken oder es werden funktionale Optimierung sichtbar.

konstruktionspraxis: Welche Rückmeldungen erhalten Sie vom Markt?

Spindler: Der Bedarf an fertig konfektionierten Baugruppen nimmt zu, das spüren wir an den steigenden Anfragen. Unsere Kunden möchten sich immer weniger mit der Konfektion beschäftigen. Es ist einfacher, die ganze Baugruppe dort zu beschaffen, wo auch die Steckverbinder bestellt werden, mit nur einem Ansprechpartner für das komplette Projekt und ohne Investitionen in Spezialwerkzeuge oder Mitarbeiterschulung.

Und auch die Qualität steht immer mehr im Fokus, da Zuverlässigkeit und Prozesssicherheit eine zunehmende Rolle spielen. Wir erhalten sehr positive Rückmeldungen zu den Optimierungsvorschlägen unserer Ingenieure, beispielsweise zur konstruktiven Verbesserung oder zur Kostenoptimierung. Wir haben jahrzehntelange Erfahrung und ein großes Fachwissen in der Verbindungstechnik. Unsere Konstrukteure kennen die Herstellungsprozesse und können beurteilen, welche Fertigungsart und welche Materialien, abhängig von den geplanten Stückzahlen, die effizienteste Lösung bieten. Sie wissen beispielsweise, wann es Sinn macht, ein Gehäuse gefräst, gegossen oder stranggezogen herzustellen.

Gerade bei Prototypen wird im ersten Schritt oftmals eine einfache, technisch weniger ausgereifte Schnittstelle realisiert, die sich auch durchaus für kleinere Mengen eignet. Doch mit steigenden Stückzahlen und bei Großserien ist eine in jeder Hinsicht effiziente Lösung notwendig.

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Drei Beispiele aus der Praxis

1. Anwendungsspezifische Schnittstellen für Industry 4.0.

Mit dem modularen Steckverbindersystem Combitac lassen sich Schnittstellen exakt auf die speziellen Anforderungen einer Anwendung konfigurieren. Im Bereich Smart Factory, wo zeitsparende, genau justierte Systeme erforderlich sind, ist das von Vorteil. Mobile Fertigungsmodule, so genannte Smart Cubes, welche eine vordefinierte eigenständige Aufgabe im Produktionsprozess haben, lassen sich in kurzer Zeit zu einer flexiblen Fertigungslinie verbinden. Hier kommt das Combitac-System von Stäubli zum Einsatz. Es bietet ausreichend Toleranzausgleich, hohe Steckzyklen und die erforderlichen Kombinationen von Leistung, Daten, Signalen und Medien.

2. Lösungen für Logistik 4.0 – Ladetechnik

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) befördern Material und Werkstücke von der Anlieferung über das Lager bis an die Fertigungslinie. Für reibungslose Prozesse müssen der Ladevorgang der FTS schnell abgewickelt und die Stillstandzeiten auf ein Minimum reduziert werden. Combitac kommt hier als kompakte Schnittstelle in automatischen Batteriewechselsystemen oder Ladestationen zum Einsatz. Hybride Steckverbinder für Strom, Signale, Daten, Temperaturen, Luft und Flüssigkeiten lassen sich einfach konfigurieren und können als fertig geprüfte Baugruppe geordert werden. Speziell für FTS, die beim auto­matisierten Andocken ausreichend Kompensation für Ausrichtungsfehler benötigen, hat Stäubli eine optionale Führung mit hohem Toleranzausgleich entwickelt.

3. Lösungen für Logistik 4.0 – im Fahrzeug

Innerhalb der Transportsysteme wird Combitac als komplett geprüftes System mit konfektionierten Kabelsträngen für die Kontaktierung von Baugruppen wie Steuerung, Motor oder Umrichter eingesetzt. Je nach Ausführung der Fahrzeuge kann die Auslegung der Steckverbinder und die benötigte Kabellänge variieren, was Stäubli flexibel umsetzt.

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konstruktionspraxis: Wie reagiert Stäubli auf diese Anforderungen vom Markt?

Spindler: Unsere technischen Berater verbringen viel Zeit bei Kunden, speziell auch zur Erstellung von kundenspezifischen Steckverbindersystemen. Das Verständnis für die Bedürfnisse und Probleme im praktischen Einsatz ist wichtig, um optimale Lösungen für die Anforderungen der Kunden zu entwickeln.

Wir reagieren aber auch an unseren Fertigungsstandorten, indem wir die Ressourcen bereithalten, Systemlösungen und konfektionierte Steckverbinder erstellen zu können. Hierfür benötigt es nicht nur Kapazitäten an Fachpersonal und Lagerplatz, sondern auch die entsprechende technische Ausstattung in Form von Montagelinien und Spezialwerkzeugen. Hier ist Stäubli auch am deutschen Standort in Weil am Rhein sehr gut aufgestellt.

konstruktionspraxis: Stäubli sieht sich als Lösungsanbieter. Wie sieht das konkret in der Zusammenarbeit mit dem Kunden aus?

Spindler: Wir entwickeln nicht nur individuell zugeschnittene technische Lösungen. Wir erarbeiten auch, in enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden, maßgeschneiderte Konzepte zur Abwicklung eines Projektes. Hier müssen nicht nur technische Anforderungen, sondern auch Fragen zur Logistik geklärt werden: Wer übernimmt den Einkauf der benötigten Komponenten? Wo werden diese Komponenten gelagert und verwaltet? Wer übernimmt die Logistik für die fertigen Baugruppen? Bringt ein Rahmenvertrag Vorteile? Wie wird die weltweite Verfügbarkeit gewährleistet? Solche Themen schauen wir mit unseren Kunden an und definieren einen individuellen Ablauf.

Uns geht es vor allem darum, ein guter Partner für unseren Kunden zu sein. Wir wollen nicht nur Produkte bieten, sondern Lösungen. Das fängt bei der technischen Beratung an, geht weiter von kundenspezifisch entwickelten Kontakt­elementen bis zur konfektionierten Systemlösung und hört bei der Auslieferung noch lange nicht auf.

konstruktionspraxis: Sie sprechen die weltweite Einsetzbarkeit von Komponenten an. Wie stellen Sie diese sicher?

Spindler: Der Stäubli-Konzern verfügt über ein globales Netz an Technikern und Entwicklern. Daher können wir weltweite Einsetzbarkeit, Support und Lieferfähigkeit garantieren. Wir arbeiten sowohl intern im internationalen Netzwerk mit regelmäßigem Austausch als auch extern: Unseren Kunden stehen Ansprechpartner weltweit beratend zur Seite.

Zudem hat unser Unternehmen internationale Zulassungen und Zertifizierungen wie TÜV, UL, JET oder IRIS. Viele Niederlassungen haben eigene Prüflabors und können zahlreiche Tests beispielsweise für IP-Schutz, Salznebelbeständigkeit oder Vibrationsfestigkeit gemäß nationaler Vorgaben durchführen. Parallel dazu laufen regelmäßig Versuchsreihen zu Themen wie Kontaktwiderstand und Langzeitverhalten gecrimpter Verbindungen oder Steckzyklen. Speziell geschulte Mitarbeiter können Kabel-Baugruppen nach IPC/WHMA-A-620C prüfen.

konstruktionspraxis: Vielen Dank Herr Spindler.

Anwenderkongress Steckverbinder

Der Anwenderkongress Steckverbinder in Würzburg beleuchtet praxisorientiert technische Aspekte beim Design und Einsatz moderner Steckverbinder. In Praxis-Workshops vermitteln hochkarätige Experten elektrotechnische Grundlagen, spezifisches Knowhow und helfen bei der Auswahl des richtigen Steckverbinders.

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