Alternative für Magnetrone  Clevere Verbindungen machen RF Energy effizient

Dr. Hannes Grubinger, Huber + Suhner
»Mit höheren Stückzahlen im Bereich von hunderttausenden Verbindungen rechne ich für 2019/20. Wenn die Nachfrage aus dem Bereich der Mikrowellenöfen für den Hausgebrauch einsetzt, sprechen wir sogar von Verbindungen im ein- bis zweistelligen Millionenbereich.«
Dr. Hannes Grubinger, Huber + Suhner: »Mit höheren Stückzahlen im Bereich von hunderttausenden Verbindungen rechne ich für 2019/20. Wenn die Nachfrage aus dem Bereich der Mikrowellenöfen für den Hausgebrauch einsetzt, sprechen wir sogar von Verbindungen im ein- bis zweistelligen Millionenbereich.«

RF-Energy-Systeme haben das Potenzial, viele Geräte zu revolutionieren. Dr. Hannes Grubinger, Market Manager General Industrial von Huber+Suhner, erklärt, was Steckverbinder und Kabel dazu beitragen können, RF-Energy-Systeme zum richtigen Preispunkt in Geräte wie Mikrowellenöfen zu bringen.

Markt&Technik: Welche besonderen technischen Anforderungen stellt die Solid-State-RF-Technik an die Hersteller von Steckverbindern?

Dr. Hannes Grubinger: Es geht darum, das Verstärkermodul inklusive Leistungselektronik mit der Anwendung zu verbinden, beispielsweise in die mit der Kavität eines Mikrowellenofens. Die Anforderungen an die Steckverbinder sind also ganz ähnlich, wie sie aus der Kommunikationstechnik bekannt sind; insbesondere liegt die Leistung in RF-Energy-Anwendungen auf einem ähnlichen oder höheren Niveau. 

Lässt sich die zugrunde liegende Technik einfach übernehmen?

Nicht ganz, weil die Anforderungen teilweise doch anders sind. Eine sehr hohe PIM-Stabilität wie in Basisstationen (PIM steht für passive Intermodulation) ist nicht erforderlich; auch für den Außenbetrieb müssen die Stecker für Mikrowellenöfen nicht ausgelegt sein. Aber schon bei den Öfen können unterschiedliche Anforderungen auftauchen. So ist ein Mikrowellenofen im Haushalt nur wenige Minuten pro Tag in Betrieb, wenn überhaupt. Das bedeutet, dass das Leistungsmodul normalerweise nur einmal vom Hersteller gesteckt wird und dann über die gesamte Lebensdauer des Ofens nicht ausgewechselt werden muss. In professionellen Öfen, die einen ganzen Tag oder sogar rund um die Uhr in Betrieb sind, kommt es dagegen darauf an, dass die Module öfter ausgetauscht werden. Sie müssen dann wiedersteckbar ausgelegt werden; die Vibrationen und die Korrosion muss beachtet werden, damit es keine Probleme gibt, wenn ein neues Modul in einen gebrauchten Ofen gesteckt wird. 

Die hohe Präzision koaxialer Verbinder hat ihren Preis, der in Endverbraucher-Geräten eher unerwünscht ist? 

In Consumer-Geräten wie Mikrowellenöfen spielt der Preis sogar eine wesentliche Rolle. Während die HF-Stecker in vielen Anwendungen hochpräzise wie eine Schweizer Uhr sein müssen, können wir bei den Steckern für den Einsatz in RF Energy an bestimmten Stellen Abstriche machen. Die Verfügbarkeit von kosteneffizienten Komponenten wird einen wesentlichen Beitrag zu einem frühen Erfolg von Solid-State RF Energy leisten. Wir können beispielsweise ohne teure Gold- oder Silberbeschichtungen auskommen; eine kostengünstigere Beschichtung reicht normalerweise. 

Welche Möglichkeiten bestehen zur Preisreduzierung noch?

Wir gehen von Basistechnologien aus, die in vielen Bereichen zur Anwendung kommen, und bieten dann für die verschiedenen Märkte und Produkte Varianten an. Hier kommt uns zugute, dass wir über die eigentlichen Steckverbinder hinaus in den Bereichen Kabel, Antennen und Blitzschutz aktiv sind. Dieses breite Technikportfolio können wir auch für die Verbindungstechnik nutzen, die in der RF Energy zum Einsatz kommen. 

Wie sehen die Stecker genau aus?

Es gibt grundsätzlich zwei Möglichkeiten. Erstens sind Koaxialstecker geeignet, die wir bereits entwickelt haben. Wenn hohe Leistungen übertragen werden müssen, sollte auf lange Kabel verzichtet werden, weil Koaxialkabel den Nachteil haben, dass den Leistungen entsprechend große Dimensionen erforderlich sind, was wiederum den Preis erhöht.

Gibt es eine Alternative zum Koaxkabel und -stecker?

Ja, wir können Hohlleiter nutzen. Es handelt sich in diesem Fall nicht um starre Rohre, sondern um semiflexible Hohlleiter, die sich in den Geräten sehr gut verlegen lassen. Sie werden über den sogenannten Launcher auf die Leiterplatte gesteckt, den wir im Spritzgussverfahren kostengünstig herstellen. Auf der Leiterplatte kann das Gegenstück entfallen: Die Leiterplatte wird nach unseren Vorgaben ausgelegt und der Launcher am Ende des Holleiters lässt sich dann direkt stecken. Auf die Leiterplatte muss also nichts aufgelötet werden. Das ist sehr kostengünstig und ich gehe davon aus, dass sich diese Technik längerfristig durchsetzen kann, auch wenn zunächst die Koax-Technik vorherrscht. 

Was tut Huber + Suhner, um den Preis für die RF-Energy-Systeme zu senken?

Wir arbeiten innerhalb der RF Energy Alliance an der Roadmap mit dem Ziel, einen Industriestandard zu setzen. Dann können alle Beteiligten ihre Komponenten zielgerichtet entwickeln und Kosten sparen. 

In welchen Märkten wird sich die RF-Energy-Technik zunächst durchsetzen? 

Im Bereich der professionellen Mikrowellenöfen tut sich einiges. Derzeit gibt es aber auch sehr viele Aktivitäten in der Industrie, etwa wenn es um Wärme- und Trockenprozesse geht. Mit höheren Stückzahlen im Bereich von hunderttausenden Verbindungen rechne ich für 2019/20. Wenn die Nachfrage aus dem Bereich der Mikrowellenöfen für den Hausgebrauch einsetzt, sprechen wir sogar von Verbindungen im ein- bis zweistelligen Millionenbereich.


Die Fragen stelle Heinz Arnold