Industrie-Steckverbinder von ODU Verkraften zigtausende Steckzyklen

Anforderungen an eine spezielle Steckverbindung im Kfz.
Anforderungen an eine spezielle Steckverbindung im Kfz.

Einsatz unter besonderen Temperaturbedingungen, hohe Steckzyklen, Langlebigkeit und Flexibilität – diese Anforderungen musste eine ¬spezielle Steckverbindung erfüllen, die in einem neuen Prüfstand der Firma GEDIS für die Automobilindustrie zum Einsatz kommen sollte.

In den meisten Test- und Prüfständen erfolgt die Beschickung mit Prüflingen in einer 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 der Prozess damit energieaufwändig.

Die Beschickung begrenzt die Zahl der Prüflinge, die kontaktiert und getestet werden können. Mit dem verbauten Adapter entsteht zudem eine hohe Gesamtmasse, die temperiert werden muss. Soll ein Prüfling exklusiv getestet werden, so 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.

Temperiertes Testen mit GEDIS

Vor diesem Hintergrund entstand bei GEDIS mit dem GTPT 7 bzw. GTPT 28 ein effizienter, neuer Prüfstand (Bild 1). In dieser Lösung ist der Grundaufbau gegenüber der eben beschriebenen Vorgehensweise verändert worden – er folgt nun dem Prinzip einer Fertigungsstraße. Anstelle 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 in kürzester Zeit, in weniger als 15 s, durchlaufen wird. Es wird kein Kühlwasser benötigt und es besteht keine Gefahr der Vereisung. 7 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-Prozent-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 und stieß dabei auf die Firma ODU.

 

Mit ODU-MAC durch heiß und kalt gehen

Die Schubladen, in der die Prüflinge lagern, werden am Tag circa 100-mal ge- und entsteckt. Das macht insgesamt um die 33.600 Steckzyklen im Jahr, sodass eine hohe Zahl an Steckzyklen eine entscheidende Forderung für die gesuchte Steckverbindung darstellte. Daneben musste die einwandfreie Datenübertragung auch unter besonderen Temperaturverhältnissen möglich sein. Langlebigkeit und Flexibilität kamen als Anforderungen noch hinzu. Die Kontakte der gesuchten Steckverbindung mussten zu guter Letzt mit mindestens 210 A Strom belastet werden können, sobald die Prüflinge in der Kammer bei variablen Temperaturen von –50 bis +200 °C ihre Testzyklen durchlaufen. Am Ende fiel die Wahl des Systemanbieters dann auf die Produktreihe ODU-MAC, die als Rechteck-Steckverbinder allen Forderungen entsprach (Bild 2). Ergänzend zum Belastungstest sei noch darauf hingewiesen, dass an jedem Prüfling eine individuelle ID sowie das Prüfergebnis via RFID-Tag abgespeichert werden.

Aus zahlreichen Andocklösungen wählen

Für den Test im Prüfgerät werden die Prozesskammern bestückt und in den Prüfstand eingeschoben. Daraus ergab sich, dass das gewünschte Steckverbindungssystem als Andocklösung ausgeführt sein musste. Dies ist mit dem Modulrahmen des ODU-MAC sichergestellt, der nicht in einem Steckergehäuse, sondern am Geräteelement, dem Einschubfach, verbaut ist. Der Stecker wird also beim Einschieben des Fachs verbunden und die Kontakte müssen sich bei diesem Vorgang selbst finden. Eine schwimmende Lagerung des ODU-MAC im sogenannten L-Rahmen lässt ein maximal radiales Spiel von ±1,2 mm zu und sorgt so dafür, dass sich der Steckverbinder perfekt einrichtet. Die niedrigen Steck- und Schiebekräfte, die das Stecken und Entstecken der Verbindung sicherstellen, vereinfachen das Handling in der Anwendung. Für die gewählte Baureihe sprach nicht nur, dass sich das Andocken elegant lösen lässt, sondern auch die Vielfalt an Modulen, die für diese Baureihe zur Verfügung stehen.

Modulare Vielfalt dank Baukastenprinzip

Der ODU-MAC funktioniert als modularer Rechtecksteckverbinder nach dem Baukastenprinzip: Die Module lassen sich vielfältig konfigurieren. Durch die flexible Bauweise können Kunden geeignete Elemente für Signale, Power, Hochstrom, Hochspannung, Koax, Medien wie Luft und Fluide, Daten oder Lichtwellen frei wählen und kombinieren. Das Ergebnis ist 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 basieren dabei auf der bewährten Drahtfedertechnologie des Springtac-Elements. Dieses erlaubt hohe Kontaktsicherheit auch bei erhöhter Vibration. Darüber hinaus zeichnet sich die Technologie mit Langlebigkeit aus: Bis zu 100.000 Zyklen bei stabilen Übergangswiderständen werden zugesichert und viele Kunden berichten sogar von noch höheren Steckzyklen.

Ein weiterer Vorteil ist der geringe Platzbedarf der Schnittstelle. Auf einer Kontaktfläche von 30 × 152 mm² können bei Verwendung des kleinsten Moduls bis zu 600 Signalkontakte untergebracht werden. Die hohe Packungsdichte erlaubt auf kleinem Raum auch die Übertragung verschiedener Medien und hoher Datenraten.

Schnell und unkompliziert

GEDIS erhielt die erste Lieferung der Steckverbindungen nach Briefing innerhalb einer Woche, sodass sich der GTPT-7- bzw. GTPT-28-Prüfschrank bereits im Einsatz befindet. Erste Rückmeldungen der Kunden sind durchweg positiv.