Praxisnahe Erfahrungen beim Konfektionieren von kundenspezifischen Steckverbindern

Verständigung auf hohem Niveau

Anzeige
Bei der Konfektionierung geht es darum, einen Stecker mit einem Kabel zu verbinden. Aus der Sicht des Endkunden braucht es für eine Verbindungslösung also einen Stecker, ein Kabel und einen Konfektionär. Die sozusagen „klassische Lösung“ heißt: Der Endkunde wählt Kabellieferant, Steckerlieferant und Konfektionär. Dies ist heute die übliche Lösung. Dieser Beitrag beschreibt, was es beim industriellen Konfektionien von kundenspezifischen Steckverbindern zu beachten gibt.

Im Grundsatz ist der Konfektionär der beste Ansprechpartner für den Endkunden, denn der Steckerhersteller versteht in der Regel nur wenig vom Kabel, der Kabelhersteller versteht nur wenig vom Steckverbinder, beide verstehen in der Regel wenig von der Konfektionierung. Der Konfektionär sitzt aber traditionell an der Schnittstelle und kennt alle Bereiche. Nicht ohne Grund wendet sich der Endkunde in vielen Fällen an den Konfektionär als Kompetenzpartner für Verbindungslösungen.

Im Folgenden ist nicht die Rede von Druckerkabeln, Netzwerkkabeln, oder Massenkabeln für die Telekommunikation oder von Kabelbäumen für die Automobilindustrie. Auch nicht von der Konfektionierung von genormten oder marktüblichen Steckverbindern. Nachfolgend wird der Blick auf Verbindungslösungen gerichtet, wie sie in der Medizintechnik, in der Messtechnik, in der Industrie, im Gerätebau und in der Militärtechnik häufig benötigt werden. Hier führt an kundenspezifischen Sonderlösungen oft kein Weg vorbei. In diesen Fällen ist es zweckmäßig, dass der Endkunde die Verbindungslösung aus einer Hand bezieht – und zwar vom Entwickler und Hersteller der Steckverbinder.
Konfektionierungs- Möglichkeiten
Bei der Konfektionierung geht es darum, ein Kabel mit dem Stecker zu verbinden. In der Praxis ist es aber nicht immer so einfach. Es gibt Hunderte von Möglichkeiten:
  • Erfolgt der Anschluss der Adern an die Kontakte durch Löten, Crimpen, Schweißen?
  • Ist das Kabel geschirmt und erfolgt der Anschluss an einen geschirmten Stecker oder wird der Schirm nur über die Kontakte durchgeschleift?
  • Erfolgt die Zugentlastung über Spannzange oder durch Umspritzen?
  • Vertragen die Kunststoffe die Temperaturen aus der Umspritzung?
  • Braucht es Knickschutztüllen?
  • Muss der Stecker wasserdicht sein und vergossen werden?
  • Sind bei der Konstruktion des Steckers die Kabeldetails wie Aderquerschnitte oder Kabelquerschnitt schon bekannt?
  • Ist der Konfektionierungsraum ausreichend groß?
Die Kosten- betrachtung
Die Konfektionierung ist eine zeit- und arbeitsaufwändige Tätigkeit und kann nur begrenzt automatisiert werden. Größere Stückzahlen werden aus Kostengründen deshalb heute meist in Asien oder Osteuropa konfektioniert. Interessant ist das Verhältnis der Kosten für Stecker, Kabel und Konfektionierung. Das hängt natürlich sehr stark vom Einzelfall ab. Alles in allem kann man bei Sondersteckern grob davon ausgehen, dass die Kosten der Kabel mit den – meist billigen – Steckern auf der anderen Kabelseite und den Kosten der Konfektionierung zusammen gut 50 % der Steckerkosten ausmachen. Bei großen Kabellängen (durchaus bis 10 m und mehr) können auch die Transportkosten eine erhebliche Rolle spielen (Luftfracht China-Europa 2 bis 3 $/kg). Viel wichtiger ist aber, dass der Steckerhersteller häufig durch geeignete Konstruktionen oder durch die Modifizierung vorhandener Stecker die Kosten der Verbindung deutlich senken und – was oft viel wichtiger ist – die optimale Verbindungslösung schaffen kann.
Konfektionierungsbeispiele
Der Kunde benötigte – wie Bild 1 zeigt – eine 6-polige Verbindungslösung, möglichst klein, möglichst preiswert, für einige Hunderttausend Stück im Jahr. Der hier abgebildete Katalogstecker „Medi-Snap“ besteht aus fünf Spritzteilen und erlaubt den Einbau von unterschiedlichen Isolierkörpern, von 2- bis 14-polig. Die Konfektionierung erfolgt durch Anlöten der Adern an die Kontakte und Umspritzen. Diese durchaus zweckmäßige und auf dem Markt übliche Lösung wurde dem Endkunden von einem Konfektionär angeboten. Kommentar des Endkunden: viel zu groß, viel zu teuer. „Außerdem hätten wir gerne noch dies und das, usw..“
Der Konfektionär hat ODU angesprochen und es wurde schnell klar, dass eine zweckmäßige Lösung nur über die Entwicklung eines kundenspezifischen Steckverbinders erreicht werden konnte. Das Entwicklungsergebnis zeigt Bild 2. Der 6-polige kundenspezifische Stecker besteht aus nur einem Spritzteil. Gehäuse, Zugentlastung, Knickschutz und Abdichtung entstehen durch Umspritzen. Lötanschluss. Die Montage des Steckergehäuses entfällt. Ergebnis: Der Platzbedarf konnte um 50 %, die Kosten um 75 % reduziert werden. Abreißfunktion und Wasserdichtheit sind „nebenbei“ mit abgefallen. Demgegenüber fallen bei der geplanten Stückzahl die Werkzeugkosten in Höhe von etwa 10 000 € kaum ins Gewicht. Diese Lösung konnte nur vom Steckerhersteller kommen.
Weitere Beispiele für optimale Verbindungslösungen finden sich beispielsweise bei Patientenüberwachungssystemen, mit denen die Herztätigkeit oder die Sauerstoff-Konzentration gemessen werden können (Bild 3). Eine typische Steckerlösung für diese Aufgabe ist in Bild 1 und Bild 4 dargestellt. Diese Standardlösungen können durchaus zweckmäßig sein. Aber einer der Weltmarktführer auf diesem Gebiet hat bei der Neukonzeption seines Systems auf eine optimale, auf seine Anforderungen hin konzipierte Lösung gesetzt. Bild 5 zeigt das Ergebnis: der 24-polige Abreißstecker ist wasserdicht (im ungesteckten Zustand) und auf 30 000 Steckzyklen ausgelegt. Das Gehäuse ist einteilig, die Kontakte sind gestanzt und in Reihe angeordnet, so dass sie sich relativ leicht konfektionieren lassen . Mit einer Investition von einigen 100 T € wurden die Gesamtkosten der Verbindung um etwa zwei Drittel gesenkt!
Funktion und Qualität
Kostengesichtspunkte waren und sind ein wesentlicher Faktor bei allen Kaufentscheidungen.
Aber in vielen Fällen sind sie sekundär. Sie bleiben zwar ein wichtiger Faktor, aber im Vordergrund stehen Funktion und Qualität. In Bild 6 ist der „Mac“, ein modular anreihbarer Stecker dargestellt, wie er bei der Prüfung von Massenprodukten wie Handies, Einspritzventilen, Druckern, LCD-Bildschirmen eingesetzt wird. Der Stecker zeichnet sich dadurch aus, dass Module für Signal-, Leistungs-, LWL- und HF-Druckluftübertragung zur Verfügung stehen. Einen Eindruck von einem konfektionierten Mac gibt Bild 7. Selbstverständlich können derartige Stecker von guten und leistungsfähigen Konfektionären konfektioniert werden, denn es stehen Crimpwerkzeuge, Montagewerkzeuge, Montageanleitungen usw. zur Verfügung. Aber es geht in diesem Beitrag nicht um die optimale Konfektionierung, sondern um die optimale Verbindungslösung. Und die kann der Konfektionär nun einmal nicht schaffen, wenn es um sehr hohe Stückzahlen geht, bei denen das Polbild ein- für allemal feststeht und bei dem ein modulares Konzept nicht sinnvoll wäre. Hier ist die Mono-Block-Variante wirtschaftlicher, siehe Bild 8. Außerdem lässt sich mit einem solchen Sonderpolbild häufig eine deutliche Reduzierung des Platzbedarfs und der Konfektionierungszeiten erreichen. Weitere Bespiele für optimale Verbindungslösungen, die nur durch den Steckerhersteller entstehen konnten, zeigen die Bilder 9 bis 11.
Der in Bild 9 gezeigte Steckverbinder ist zuständig für die Übertragung von Vakuum und vier Signalen. Die vier Signalkontakte in dem schwarzen Einsatz können mit Ultraschall an eine Flexfolie geschweißt werden. Danach kann der Einsatz leicht in das weiße Gehäuse eingeschnappt werden. Dadurch reduziert sich die Konfektionierungszeit erheblich.
Bild 10 zeigt einen Steckverbinder für Montageroboter. Die gehärteten Gehäuse übernehmen die Führung der Andockplatten für garantierte 500 000 Steckzyklen des Steckverbinders. Die feinen Stifte waren im Hinblick auf die Führung besonders kritisch. Deshalb war es zweckmäßig, die Führungsaufgabe direkt in das Steckergehäuse zu legen und über die Steckergehäuse auch die Andockplatten zu führen. Die Kontakte werden angecrimpt, montiert und vergossen. In Bild 11 ist ein Geräteteil für die Push-Pull Steckverbinder „Mini-Snap“ zu sehen. – konfektioniert an Leiterplatte mit Flexfolie für ZIF-Stecker. Dieses Beispiel ist interessant, weil der Endkunde zunächst ein Geräteteil mit unter 90° abgewinkelten Kontakten vorgesehen hatte, die in die Leiterplatte eingelötet werden sollten. Ein Konfektionär wäre hier also gar nicht erforderlich gewesen.
Dem Hersteller von Sondersteckern sind die Probleme , die mit einer solchen Lösung verbunden gewesen wären, sofort gegenwärtig: Kostenprobleme (die 16 Kontakte müssen alle abgewinkelt werden), mögliche Lieferzeitprobleme (abgewinkelte Ausführungen laufen viel weniger, bei einer Nachfertigung müssten Buchsenkontakte von zumindest drei unterschiedlichen Längen gefertigt werden), mögliche Montageprobleme wegen stark schwankender Toleranzen zwischen Leiterplatte und Gehäusewand. Die vorliegende Lösung kann mithilfe eines auf der Haupt-Leiterplatte vorgesehenen ZIF-Steckers innerhalb von unter ein Minute montiert werden.
Steckverbinder allg. KEM 444
Kundenspezifische Steckverbinder KEM 445
ODU-Portfolio KEM 446
Anzeige

Emerson: Pneumatik 4.0

Smartenance

Pneumatik 4.0 bei Emerson im Überblick

Video aktuell

Step into the state-of-the-art Samsung Audio Lab to see how they develop loudspeakers, soundbars, and other audio products using multiphysics simulation.

Aktuelle Ausgabe

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Top-Thema Spannvorrichtungen

Spannvorrichtungen

Alles über Spannvorrichtungen und welches Einsparungspotenzial sie bieten

Top-Thema Schaltschränke

Alle Infos über den Schaltschrankbau mit seinen Komponenten, Geräten und deren Verdrahtung

Kalender

Aktuelle Termine für Konstrukteure

Webinare & Webcasts

Technisches Wissen aus erster Hand

Whitepaper

Hier finden Sie aktuelle Whitepaper

Anzeige
Anzeige

Industrie.de Infoservice

Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de