Miniaturisierte Freiheit

Exklusiv in KEM Der Beitrag stammt von der Harting KGaA, Espelkamp

Die Einsatzbereiche der Steuerungstechnik haben sich auch im industriellen Umfeld in den letzten Jahren vermehrt. Hinzu kommen verstärkte Anforderungen, die mit der Entwicklung intelligenter Systeme zusammenhängen und mit Anforderungen im Anwendungsbereich wie in der Vernetzung unterschiedlicher unternehmerischer Bereiche. Steuerungen übernehmen immer mehr Aufgaben, erledigen sie immer besser und können dabei auf immer mehr Eventualitäten und Umweltbedingungen Rücksicht nehmen, ohne selbst unter extremen Umwelteinflüssen an Betriebssicherheit zu verlieren. Dezentralisierung, Vernetzung und Miniaturisierung sind die Stichworte, die diese Entwicklung kennzeichnen. Für die Steckverbindertechnologie hat dies eine Reihe von Konsequenzen: Steckverbinder übernehmen Aufgaben aus den Steuerungen und sollen zudem vor allem im Feld stecksicher und fehlerverzeihend eingesetzt werden können und auch noch auf engstem Raum verbaut werden.

Aus diesem Grund wurden in den frühen Stadien der Entwicklung von elektronischen Leitsystemen auf der Steckverbinderseite Standardlösungen eingesetzt. Sie sollten frei verfügbar und nicht spezifisch sein, um möglichst breit eingesetzt werden zu können. Die in der IEC 60297 genormten Systeme, die anfänglich stark verbreitet waren, bauen deshalb auf den Steckverbindern nach DIN 41 612 auf.

Die steigenden Ansprüche führten allerdings dazu, dass in der Weiterentwicklung die offenen Lösungen zu Gunsten von proprietären weitgehend aufgegeben wurden. So wurde eine Backplane nur für die I/O-Einschubkarten verwendet. Diese Tendenz zu Sonderlösungen wurde auch im nächsten Schritt fortgesetzt: Die Einschubrahmen wurden fallen gelassen, Einzelmodule wurden direkt aneinander gesteckt. Auf Aufbausysteme und Backplanes wurde völlig verzichtet. Die Steckverbinder wurden auf diese Reihen-Architektur perfekt angepasst, allerdings unter Verlust sämtlicher Vorteile offener Architekturen: Übertragbarkeit, schnelle Verfügbarkeit von Ersatzteilen, breite Einsetzbarkeit eines Steckverbindertyps.

An diesem Punkt setzt die jüngere Entwicklung an, für die har-flex beste Voraussetzungen mitbringt. Proprietäre Lösungen können dem in den vergangenen Jahren verstärkten Wettbewerbsdruck nicht standhalten. Sie erbringen weder den erhöhten Leistungsumfang, noch sind sie unter wirtschaftlichen Aspekten sinnvoll einsetzbar. Aus proprietären Lösungen werden nur jeweils proprietäre Lösungen entwickelt, die einen immer höheren Differenzierungsgrad haben, die Entwicklungskosten provozieren und im Feld deutliche Nachteile im workflow aufweisen.

Damit rückten offene Lösungen wieder verstärkt in den Vordergrund, die ein großes Einsatzspektrum haben und auf spezifische Anwendungen schnell und kostengünstig angepasst werden können. Diesem Ansatz ist Harting gefolgt und hat Steckverbinderlösungen aus der DIN 41 612 weiterentwickelt und an den modernen Bedarf angepasst.

Mit den Har-flex-Steckverbindern hat Harting in dieser Phase der Leittechnologie einen wesentlichen Schritt getan: Har-flex weist die nötige Robustheit in der Miniaturbauweise auf. Hinzu kommt, dass Har-flex mit einer Reihe von Bauformen und Polzahlen angeboten wird, womit der Forderung nach einer möglichst großen Freiheit im Produktdesign der board to board-Anwendungen nachgekommen werden kann.

Grundlegend ist dabei das Konzept, dem der Anbieter mit har-flex gefolgt ist: Die Konsequenz der höheren Funktionalität und Komplexität auf der Leiterplattenebene ist die Verstärkung des Miniaturisierungstrends, der nur mit radikal neuen Ansätzen befriedigt werden kann. Der wohl interessanteste neue Ansatz sind sogenannte Box-Architekturen, die die Backplanesysteme verdrängen, die größer und schwerfälliger sind. Mit diesem Aufbau sind platzsparende und vor allem höchst leistungsfähige Lösungen möglich, mit denen zudem noch Kosten gesenkt werden können.

Harting hat eines der wichtigsten Ziele – die größtmögliche Flexibilität bei den Polvarianten – auf einem Raster von 1,27 aufgesetzt. Da die Anwendung auf die für den spezifischen Anwendungsbereich benötigte Polzahl eingegrenzt werden kann, lässt sich der ohnehin knappe Platz auf der Leiterplatte deutlich effizienter und wirtschaftlicher nutzen. Erhältlich sind 6- bis 100-polige Varianten, mit Steigerungen jeweils in Zweier-Schritten. Die robuste Verbindung zur Leiterplatte wird durch die Verwendung von Niederhaltern zur zusätzlichen Fixierung sichergestellt. Steck- und Ziehkräfte werden aufgenommen, die Lötkontakte können so auf der Anschlussseite deutlich entlastet werden.

Für Mezzanine-Applikationen ergänzt Harting die Produktpalette im Unternehmensbereich Device Connectivity effizient. Entwickelt wurden gerade Ausführungen in vier verschiedenen Stapelhöhen, die für die Überbrückung von parallelen Leiterplattenabständen von 8 bis 13,8 mm geeignet sind. Hinzu kommen gewinkelte Ausführungen, die die Designmöglichkeiten deutlich erweitern, sowie Kabelsteckverbinder, mit denen sich größere flexible Verbindungen herstellen lassen. Damit können die Kombinations- und Einsatzmöglichkeiten weiter ausgebaut werden.

Die maschinelle und damit wirtschaftliche Verarbeitung wird durch SMT Anschlusstechnik (Surface Mount Technology) und die automatengerechte Gurtverpackung sicher gestellt. Der Isolierkörper ist aus einem hitzebeständigen Material gefertigt, das die zuverlässige maschinelle Verlötung erlaubt. Die für die SMT-Prozesse geforderte Koplanarität der Kontakte wird durch eine 100 % Kameraprüfung gewährleistet. Der Hersteller ermöglicht so auf einfache Weise eine hoch effiziente, qualitative und sichere Verarbeitung auf der Leiterplatte.

Harting;

Telefon: 0772 47-9447;

E-Mail: janine.hempelmann@ harting.com

Harting ist weltweit aktiv in der elektrischen und elektronischen Verbindungstechnik. Die Geschäftseinheiten des Unternehmens bieten ein breites Spektrum an maßgeschneiderten Lösungen für Anwendungen im industriellen Umfeld. Das Produktportfolio umfasst Steckverbinder, Geräteanschlusstechnik, Netzwerkkomponenten und konfektionierte Systemkabel. Nutzen für den Anwender bringt der Dreiklang aus: Installation Technology, Device Connectivity und Automation IT.