Wir befinden uns mitten in einer neuen Renaissance der Fertigung. Schon die Anfänge der vierten industriellen Revolution – oder Industrie 4.0 – haben uns das Potenzial der Automatisierung vor Augen geführt. Durch Systeme wie speicherprogrammierbare Steuerungen waren Unternehmen in der Lage, ihre Fertigungsprozesse erheblich zu rationalisieren. Doch diese Systeme waren größtenteils Automatisierungsinseln, also voneinander getrennte Einzelstationen, die nicht effektiv miteinander kommunizieren konnten, was wiederum ihre Effektivität erheblich einschränkte.

Mit der Verbreitung des industriellen Internets der Dinge (IIoT) hat sich das jedoch geändert. Denn nun bewegen sich die Daten nahtlos durch ein Netzwerk von miteinander verbundenen Stationen, Sensoren und Plattformen. Mit Hilfe von Monitoring und Analysen erhalten Hersteller einen tieferen Einblick in ihre Systeme und Prozesse als je zuvor, können dadurch Schwachstellen erkennen, Systemprobleme angehen und Möglichkeiten zur Optimierung gezielt nutzen.

Ein neues Kapitel: Miniaturisierung

Doch selbst diese Hyperkonnektivität ist nur eine weitere Entwicklungsphase im Rahmen der Industrie 4.0. Die Technologie schreitet weiter voran und die Fertigungsindustrie schließt sich mit der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie, der Medizintechnik und sogar der Unterhaltungselektronik zusammen, um die Miniaturisierung voranzubringen. Das Ziel ist es, Dinge kleiner und letztendlich leistungsfähiger zu machen.

Die meisten Menschen übersehen das, wenn es um das Thema Miniaturisierung geht. Es geht nicht einfach nur darum, Dinge um ihrer selbst willen kleiner zu machen. Es geht darum, Dinge kleiner zu machen, damit wir mehr aus ihnen herausholen können.

Die möglichen Anwendungsbereiche für eine solche Innovation allein in der Fertigung sind nahezu unbegrenzt:

• Verbesserte Steuerung der Fabrikautomatisierung
• Bessere Lagerautomatisierungssysteme
• Fortschrittliche Industrierobotik
• Verbesserte Konnektivität und Datenübertragung
• Größere Unterstützung bei der Herstellung von miniaturisierten Produkten.

Die Summe der Teile

Die Miniaturisierung von Steckverbindern findet schon seit einiger Zeit statt, ebenso wie der Übergang zur automatisierten Fertigung. Jahrelang ging es dabei um Effizienz und somit um eine Möglichkeit für die Entwickler von Fabriken, mit weniger mehr zu erreichen. Doch wir bewegen uns unaufhaltsam auf eine noch weitergehende Miniaturisierung zu, die schnell zu einer Notwendigkeit wird. Und genau da liegt das Problem.

In einem rauen Fertigungsumfeld müssen die eingesetzten Geräte große Datenmengen übertragen und empfangen. Dabei müssen sie extremer Hitze, intensiver Kälte, immensem Druck, stoßartigen Vibrationen und mächtigem Druck standhalten können. Und unabhängig von den Umgebungsbedingungen müssen die Steckverbinder ihre elektromechanische Funktionstüchtigkeit auch nach unzähligen Steckvorgängen beibehalten.

Und vor allem müssen sie dabei so kostengünstig wie möglich sein.

In Bezug auf die Robustheit ist das eine Herausforderung. Damit ein System oder ein Sensor extremen Bedingungen standhalten kann, muss dieses System in der Regel deutlich vergrößert werden. Doch wir haben bereits festgestellt, dass die Miniaturisierung in der modernen Fertigung eine Notwendigkeit ist. Die Entwickler im Bereich der Fabrikautomation müssen ständig weiter miniaturisieren, um die Effizienz zu steigern und mit weniger mehr zu erreichen.

Und hier kommt TE Connectivity (TE) ins Spiel. Seit mehr als 75 Jahren ist TE ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Industrietechnologie, das sich für eine sicherere, nachhaltigere, produktivere und besser vernetzte Zukunft einsetzt (die Merkmale von Industrie 4.0). Die Konnektivitäts- und Sensorikprodukte von TE haben sich in den rauesten Umgebungen bewährt und erfüllen gleichzeitig die Anforderungen der Industrie nach immer kleineren Komponenten.

Kürzlich sprach ich mit Sameer Trikha, Sr. Mgr. Product Management, Industrial, und mit Jana New, Americas Product Manager, Industrial, von TE Connectivity darüber, wie das Unternehmen die beispiellosen Herausforderungen der Industrie 4.0 angeht. Die folgenden Abschnitte skizzieren den Ansatz von TE für die Industrie 4.0 und stellen die miniaturisierten Steckverbinder vor, die zur Unterstützung dieser Phase der industriellen Revolution entwickelt wurden.

Kleiner, besser, schneller, stabiler

TE hat eine neue Serie von Steckverbindern auf den Markt gebracht, die speziell für die besonderen Herausforderungen der miniaturisierten Fertigung entwickelt wurden. Wir wussten von Anfang an, dass wir die gleichen Eigenschaften und patentierten Technologien bieten mussten, die unsere ursprünglichen Steckverbinder so zuverlässig machten, ohne dabei die Skalierbarkeit, Haltbarkeit oder Funktionalität zu beeinträchtigen.

Das Ergebnis unserer Entwicklungen war die Einführung unserer Produktlinie Micro-MaTcH, die keine kostspieligen vergoldeten Anschlüsse mehr benötigt und Rasterabstände von nur 1 mm bietet. Wir haben bereits viele Lösungen in dieser neuen, miniaturisierten Nische auf den Markt gebracht und wollen robuste, kosteneffiziente Technologie für so viele Sektoren wie möglich anbieten. Zu unseren wichtigsten Anwendungen in diesem Bereich gehören:

• Industrielle Steuerungen
• Geräte für die Gebäude- und Heimautomatisierung
• Servoantriebe
• Speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS)
• IO-Geräte
• Industrielle Robotik
• Instrumentierung und Testgeräte
• Telekommunikationsgeräte
• Transporttechnik
• Kommunikations-Hardware

Mit der Übernahme der ERNI Group AG im September 2021 haben wir kürzlich auch in mehrere neue Märkte expandiert. Als führender Hersteller von High-Speed-Finepitch-Steckverbindern schließt ERNI nicht nur mehrere Lücken in unserem Portfolio, sondern stärkt auch unsere eigenen Fähigkeiten im Bereich der Industrieautomation erheblich. Durch die Nutzung der Technologie und des Know-hows von ERNI können wir in neue Sektoren wie Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Industrie und Medizintechnik expandieren.

Überzeugende Steckverbinderlösungen von TE Connectors

Wie bereits erläutert, haben wir mehrere neue Steckverbinderlösungen auf den Markt gebracht, die im Hinblick auf Miniaturisierung entwickelt wurden. Was diese Lösungen so einzigartig macht und welche Rolle wir in der Industrie 4.0 spielen, lässt sich am einfachsten erklären, wenn wir uns die drei Lösungen kurz ansehen.

Die ersten beiden, AMPMODU Small Centerline und AMPMODU 50/50, werden am häufigsten in den Bereichen SPS, Industrieautomatisierung, Rechenzentren und IIoT eingesetzt. Die Lösung Micro-MaTcH ist für kostengünstige Anwendungen konzipiert. 

AMPMODU Small Centerline

Diese Steckverbinderfamilie bietet bis zu 100 Steckplätze mit jeweils 1,0 Ampere sowie ein 1,0 mm-Raster und benötigt etwa 85 Prozent weniger Platz als herkömmliche Steckverbinder. Das robuste Design beinhaltet nicht-vorstehende Niederhalter, die sowohl für Halt beim Löten als auch für langfristige Zugentlastung bei hohen Steckzyklen sorgen.

AMPMODU 50/50

Die Steckverbinder der AMPMODU 50/50-Familie werden in Anwendungen von Leiterplatte-zu-Leiterplatte und Kabel-zu-Leiterplatte eingesetzt und zeichnen sich durch ein Rastermaß von 1,27 mm, eine 30-µ-Goldbeschichtung und ein polarisiertes Gehäuse zum Schutz vor Fehlsteckungen aus. Diese Produktreihe wird künftig noch erheblich erweitert und umfasst eine Reihe von oberflächenmontierten, doppelreihigen, vertikal montierten Einheiten mit Doppelkontakt, was bei Steckverbindern dieser Art normalerweise nicht der Fall ist. Sie können bis zu 3,0 Ampere übertragen und arbeiten in einem außergewöhnlich weiten Temperaturbereich von -65ºC bis 105ºC.

Micro-MaTcH

Diese patentgeschützten Steckverbinder wurden mit Blick auf kostenkritische Anwendungen entwickelt und besitzen keine Goldbeschichtung. Normalerweise wären sie dadurch anfällig für Fretting, das durch Mikrobewegungen aufgrund von Vibrationen, thermischer Ausdehnung oder thermischer Kontraktion hervorgerufen wird. Fretting führt häufig zu einer schlechten elektrischen Verbindung und ist eine der Hauptursachen für Systemausfälle.

TE verhindert Fretting durch eine Positionsfeder innerhalb der Kontaktbuchse. Dieser spezielle Mechanismus sorgt für eine gasdichte Verbindung zwischen Stecker und Buchse und stoppt die oben erwähnten Mikrobewegungen. Keinem anderen Unternehmen ist es bisher gelungen, dieser patentierten Innovation von TE gleichzukommen.

Fazit

Die vierte industrielle Revolution ist in vollem Gange und im Zuge der Industrie 4.0 stellt die Miniaturisierung die nächste große Entwicklungsstufe dar. TE wird bei dieser Entwicklung eine wichtige Rolle spielen. Mit einem ständig wachsenden, robusten Portfolio an hochwertigen Steckverbinderlösungen wie dem AMPMODU Small Centerline mit seiner 30-µ-Goldkontaktoption, der AMPMODU 50/50-Serie für High-Density-Anforderungen und der neu entwickelten und einzigartigen, vergoldungsfreien Micro-MaTcH-Familie von Steckverbindern und Kabeln sowie einem Ansatz zur Miniaturisierung, der die Qualität des ursprünglichen TE-Designs nicht beeinträchtigt, ist TE hervorragend positioniert und kann Ihre gesamten technischen Verbindungsanforderungen aus einer Hand abdecken.