Steckverbindersystem Zuverlässige Schnittstellen unter extremen Bedingungen

Autor / Redakteur: Michael Gorski * / Kristin Rinortner

In einem Prüfstand zum temperierten Testen von GEDIS ist der ODU-MAC als passgenaue Schnittstelle für Thermokammern verbaut. Der Beitrag erläutert die einzelnen Herausforderungen.

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Testsysteme: Im GTPT 7 bzw. 28 von GEDIS kommt der modulare Rundsteckverbinder ODU-MAC erfolgreich zum Einsatz.
Testsysteme: Im GTPT 7 bzw. 28 von GEDIS kommt der modulare Rundsteckverbinder ODU-MAC erfolgreich zum Einsatz.
(Bilder: ODU)

Einsatz unter besonderen Temperaturbedingungen, hohe Steckzyklen, Langlebigkeit und Flexibilität – diese Anforderungen stellte GEDIS, eine Tochter von Rohde & Schwarz, an eine Schnittstelle für die Anwendung in Prozesskammern für temperiertes Testen. Das international tätige Systemhaus ist spezialisiert auf zuverlässige und effiziente Prüf- und Systemtechnik.

Die Produkte und Dienstleistungen sind auf die Produktionsbetriebe zugeschnitten. Für das temperierte Testen von Elektronikbaugruppen für die Automobilindustrie entwickelte das Unternehmen jetzt einen neuen Prüfstand, der bestehende Testanlagen verbessert.

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Bisher sehr aufwändig – temperiertes Testen

In den meisten Test- und Prüfständen erfolgt die Beschickung mit Prüflingen in der Thermokammer übereinander und erinnert dabei vom Prinzip her an einen Backofen. Schnell wächst dieser „Backofen“ in seinen Ausmaßen im Verhältnis zu den zu prüfenden Baugruppen. Beim Testvorgang selbst lagern die Prüflinge in mechanischen Adaptern. Aus diesem Grundaufbau ergeben sich gleich mehrere Nachteile.

So müssen meist große Volumina im Inneren der Thermokammer aufgewärmt oder abgekühlt werden. Doch diese Volumina sind träge und damit energieaufwändig. Die Beschickung begrenzt die Prüflinge, die kontaktiert und getestet werden können. Mit dem verbauten Adapter entsteht eine hohe Gesamtmasse, die temperiert werden muss. Soll ein Prüfling exklusiv getestet werden, ist der Aufwand sogar noch höher: In diesem Fall muss eine Temperierkammer ganz geöffnet werden, Temperaturanstieg bzw. -abfall in der ganzen Kammer sind die Folge.

Vor diesem Hintergrund entstand bei GEDIS mit dem GTPT 7 bzw. GTPT 28 ein effizienter, neuer Prüfstand. In dieser Lösung ist der Grundaufbau verändert und folgt dem Prinzip einer Fertigungsstraße.

Ganz einfach – temperiertes Testen mit GEDIS

Statt einer großen, gibt es mehrere kleine, auf Wunsch maßgeschneiderte Temperaturkammern, die geringen Bauraum einnehmen. Jede dieser Kammern beinhaltet eine spezielle Heiz- und Kühlmethode, sodass der Prozess der Temperierung und Prüfung unter 15 s durchlaufen wird. Es wird kein Kühlwasser benötigt und es besteht keine Gefahr der Vereisung.

Sieben bzw. 28 Nutzen können parallel kontaktiert und damit bis zu 70 bzw. bis zu 280 Prüflinge parallel getestet werden. So durchlaufen in der GTPT-Applikation die Baugruppen extreme Bedingungen und unterziehen sich einem 100% Funktionstest. Das minimiert das Ausfallrisiko der getesteten Baugruppen in der Endanwendung. Für die sichere Datenübertragung in den Prozesskammern war GEDIS auf der Suche nach einer verlässlichen Schnittstelle. Hier kamen mit ODU die Spezialisten für elektrische Verbindungstechnik ins Spiel.

33600 Steckzyklen im Jahr bei Temperaturwechsel

„Eine der wichtigsten Anforderungen war die hohe Zahl der Steckzyklen“, führt Bernhard Säckl, Portfolio Manager Rechtecksteckverbinder bei ODU, aus. „Die Schubladen, in der die Prüflinge lagern, werden am Tag circa 100mal gesteckt und entsteckt.“ Das macht insgesamt um die 33 600 Steckzyklen im Jahr. Daneben musste die einwandfreie Datenübertragung unter besonderen Temperaturverhältnissen möglich sein. Langlebigkeit und Flexibilität kamen als Eigenschaften noch hinzu. Denn die Kontakte werden bei mindestens 210 A Stromführung an die Kammer übergeben – bei variablen Temperaturen von –50 bis 200 °C.

Nach dem elektrischen Anschluss des Prüflings erfolgt die Speicherung von ID und dem Prüfergebnis via RFID-Tag. Im Bereich des Prüf- und Testwesens weist der global agierende Steckverbinderspezialist langjährige Erfahrung vor. Und bringt die erworbene Umsetzungskompetenz projektspezifisch ein. „Für GEDIS hatten wir mit unserem Rechtecksteckverbinder ODU-MAC eine adäquate Lösung.“

Aus zahlreichen Andocklösungen wählen

Für den Test im Prüfgerät werden die Prozesskammern bestückt und in den Prüfstand eingeschoben. Die Applikation fordert deshalb eine Andocklösung für das Steckverbindungssystem. Die Besonderheit: Der Modulrahmen des ODU-MAC ist nicht in einem Steckergehäuse verbaut, sondern am Geräteelement, dem Einschubfach. Der Steckverbinder wird beim Einschieben des Fachs verbunden, bei diesem Vorgang müssen sich die Kontakte selbst finden.

Eine schwimmende Lagerung des ODU-MAC im L-Rahmen, die ein maximal radiales Spiel von wenigen Millimetern zulässt, ist hier die Lösung. So richtet sich der Steckverbinder perfekt ein. Die niedrigen Steck- und Schiebekräfte, die das Stecken und Entstecken der Verbindung benötigt, vereinfachen das Handling in der Anwendung. So lassen sich die Schubladen problemlos auf- und zuschieben – ohne viel Kraftaufwand. „Wir punkteten bei GEDIS auch mit der Vielfalt unserer Andocklösungen, die wir standardmäßig im Sortiment haben“, erläutert Säckl.

Modulare Steck-Vielfalt auf höchstem Niveau

„Aus unterschiedlichen Varianten fanden wir hier gemeinsam die passende Möglichkeit.“ Eine große Auswahl hat der Kunde nicht nur beim Andocken, sondern auch bei den Modulen des ODU-MAC.

Der ODU-MAC beweist seit 30 Jahren seine Technologieführerschaft und funktioniert als modularer Rechtecksteckverbinder nach Baukastenprinzip: Die Module lassen sich in nahezu unbegrenzter Vielfalt konfigurieren. Aufgrund der flexiblen Bauweise können Kunden die Module für die Übertragung von Daten (auch HF), Leistung, Hochstrom, Hochspannung, Medien (Luft und Fluide) per Kabel oder Lichtwellenleiter frei wählen und kombinieren.

So entsteht eine effektive, kompakte und ansprechende Gesamtverbindung in der jeweils passenden Form. Für den Test bei GEDIS sind vor allem Signal- und Power-Einsätze aus dem Standardportfolio verbaut.

Die meisten Module des ODU-MAC basieren auf der bewährten Drahtfedertechnologie des ODU SPRINGTAC. Diese erlaubt höchste Kontaktsicherheit auch unter erhöhter Vibration. Darüber hinaus zeichnet sich die Technologie durch Langlebigkeit aus: Bis zu 100000 Zyklen bei stabilen Übergangswiderständen garantiert das System. „So verringert sich für unseren Kunden der ständige Austausch und Wechsel der Steckverbindung“, führt Säckl weiter aus. „Viele Kunden berichten sogar von noch höheren Steckzyklen.“

Ein weiterer Vorteil: Der geringe Platzbedarf der zuverlässigen Schnittstelle. Auf einer Kontaktfläche von 30 mm × 152 mm können bei Verwendung des kleinsten Moduls bis zu 600 Signalkontakte untergebracht werden. Die hohe Packungsdichte erlaubt auf kleinem Raum die Übertragung verschiedener Medien und hoher Datenraten. So entsteht mit dem ODU-MAC eine Steckverbindung, die auf die Anforderungen in der Applikation individuell zugeschnitten ist.

Zuverlässigkeit – und das schnell und unkompliziert

Die Spezialisten für elektrische Verbindungstechnik punkten zum einen in der Konzeption der Steckverbindung, zum anderen mit einer schnellen Umsetzung. „Bei der Planung der Prüfstände ist die Steckverbindung nur ein Detailelement“, erklärt Säckl. „Die Schnittstelle kann jedoch entscheidend für die Funktion sein, deshalb müssen wir als Zulieferer besonders flexibel und schnell agieren.“

So garantiert das Technologie-Unternehmen kurze Reaktions- und Lieferzeiten. GEDIS erhielt die erste Lieferung nach dem Briefing innerhalb einer Woche. Für Schnelligkeit sorgen auch die ODU-MAC Vertriebsspezialisten und der Online-Konfigurator.

Mit diesem Tool können sich Entwickler und Konstrukteure ihren ODU-MAC ganz einfach passgenau auf der Unternehmenswebseite erstellen. Der Kunde entscheidet sich zunächst zwischen den beiden Grundformen, der Gehäuselösung für manuelles Stecken oder der Variante im Alurahmen als automatische Andockvariante. Schritt für Schritt entsteht auf dieser Basis das Steckverbindungssystem. Als besonderen Service bietet ODU seit Neuestem auch die CAD-Daten und Step-Dateien der fertigen Lösung zum Download an.

Das Ergebnis sind maßgeschneiderte Steckverbindungslösungen, die in der Applikation überzeugen. Der GTPT 7 bzw. GTPT 28 ist bereits im Einsatz, die Rückmeldungen sind positiv. „Die Zusammenarbeit mit GEDIS war effizient, zuverlässig und professionell“, freut sich Säckl. „Wir sind stolz, einen Beitrag zum erfolgreichen Endprodukt geliefert zu haben und einmal mehr mit perfekten Verbindungen zu überzeugen.“

* Michael Gorski ist Leiter Globales Marketing bei ODU in Mühldorf.

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