Minitatur-Steckverbinder
Der Kontakt bestimmt den Ton
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Mehr Funktionen und Leistung, aber kaum Platz
Die Kabel und Drähte sind in den hinteren Teil der Stiftkomponente gecrimpt, was im Gegensatz zum Löten die langfristige Zuverlässigkeit erhöht. Bei diesem Fügeverfahren werden die einzelnen Leitungen in der Crimpzone des Kontaktelements durch plastische Verformung miteinander verbunden, beispielsweise durch Bördeln, Quetschen, Kräuseln oder Falten. Die Verbindung ist ohne Zerstörung nicht lösbar und kann nur mittels Ersatz repariert werden – gewährleistet dafür aber eine hohe elektrische und mechanische Zuverlässigkeit. Die Stift- und Drahtkomponenten werden dann in robuste LCP-Isolatoren eingesetzt und an Ort und Stelle in Harz gegossen. Die Isolatoren lassen sich auch an spezielle Kriterien der Entwickler anpassen.
Darüber hinaus kommen medizinische Geräte auch im Krankenwagen zum Einsatz, die oft sowohl extrem hohen als auch niedrigen Temperaturen ausgesetzt sind, zum Beispiel, wenn das Fahrzeug geparkt ist. Während des Betriebs müssen sie meist rauer Handhabung widerstehen, unter anderem hohen Zugkräften und engen Kabelbiegungen. Die Steckverbinder müssen während des Gebrauchs viele Ein-/Aussteckzyklen überstehen. Miniatur-Federstiftbuchsen eignen sich dafür sehr gut.
Flachkabel- Steckverbinder
Auch in der Medizin gilt: Die Geräte sollen mit jeder Generation mehr Funktionen enthalten, eine höhere Leistung bieten und im besten Fall immer kleiner werden. Dem stetigen Schrumpfen setzten jedoch nicht selten Steckverbinder Grenzen. Dennoch reagieren die Hersteller und folgen dem Trend der Miniaturisierung. Das gilt nicht nur für die Stecker, sondern auch für die Kabel. Eine weitere Möglichkeit für tragbare medizinische Kleingeräte ist es, zwei miniaturisierte Kabel zu einem zu verbinden. Da die Elektronik oft nur einen geringen Strom und eine niedrigere Spannung erfordert, lässt sich ein Kabel verwenden, das sowohl die Stromversorgung als auch Signale innerhalb der Verbindung überträgt. Auch die UL- und Sicherheitsbewertung verbessert sich durch Isolierungen und richtig codierte Steckverbinder, da sie nicht in die falschen Buchsen gesteckt werden können. Die Stromzufuhr wird über das gleiche Kabel geregelt und ist gut isoliert vor elektromagnetischen Störungen, zum Beispiel außerhalb des OP-Saals.
Viele neue medizinische Geräte bieten außerdem eine Bildgebung für Ärzte und Radiologen. Diese Bilderfassungssysteme enthalten große Datenmengen. Neuere Lösungen weisen oft Schaltungsgeschwindigkeiten bis zu 5 Gbit/s auf. Das erfordert Highspeed-Digital-Steckverbinder mit spezieller Verkabelung, die eine hochauflösende Bildgebung ermöglichen und Wiedergabeverzögerungen verhindern.
Darüber hinaus erweitern neue medizinische Produkte die Handhabung von Geräten und den täglichen Gebrauch durch Patienten außerhalb medizinischer Umgebungen. Kabel und Anschlüsse werden für den Gebrauch durch den Patienten, die Datenerfassung und den anschließenden Datenaustausch mit dem Arzt speziell entwickelt. Für Geräte, die in Kleidungsstücke integriert sind und Daten über biometrische Informationen überwachen, eignen sich Flachkabel-Steckverbinder. Diese ähneln Körperüberwachungsgeräten, die für die NASA und Bodentruppen des Militärs entwickelt wurden.
Leistungfähiger, kleiner und leichter
Steckverbinder sind aber nicht nur in der Diagnostik weit verbreitet, sondern auch in Rehabilitation. Hier werden zum Beispiel Exoskelette getestet, die die Bewegungen des Trägers unterstützen beziehungsweise verstärken. Die Elektronikbausteine müssen zwangsläufig sehr klein und robust sein. Für Kabel der Steckverbinder gilt hingegen: hochflexibel aber dennoch verschleißfest. Dafür werden sie ummantelt und verdrahtet.
Mikro-Miniatur- und Nano-Miniatur-Steckverbinder werden immer leistungsfähiger, kleiner und leichter. Kompakte Low-Voltage-ICs ermöglichen zuverlässige Systeme, die auch im medizinischen Bereich stetig weiterentwickelt werden. Neue Materialien und Methoden des Steckverbinder- und Kabeldesigns sorgen dafür, dass sich Digitalsignale mit sehr hoher Geschwindigkeit in winzigen Abständen verarbeiten lassen. Größe und Gewicht werden verringert, die Signalintegrität steigt und die Systeme werden unempfindlicher gegenüber Störungen.
| Dieser Beitrag stammt aus der Medizin+elektronik Nr. 5 vom 10.09.2018. Hier geht’s zur vollständigen Ausgabe. |
- Der Kontakt bestimmt den Ton
- Mehr Funktionen und Leistung, aber kaum Platz
