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Kabel und Stecker Auch die Industrie-4.0-Welt benötigt Steckverbinder

| Autor / Redakteur: Martin Guserle / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

In der zunehmend digitaler werdenden Welt kommt die Frage auf, ob dort überhaupt noch Steckverbinder gebraucht werden. Doch die Erfahrung eines Kabel- und Steckverbinderherstellers zeigt, dass das Gegenteil der Fall ist. Allerdings ändern sich die Anforderungen, denn Globalisierung, Digitalisierung, Nachhaltigkeit und demogra­fischer Wandel machen auch vor den Steckverbindern nicht halt.

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Dank automatisierter Fertigung können die individuellen Steckergehäuse innerhalb von fünf Tagen hergestellt werden.
Dank automatisierter Fertigung können die individuellen Steckergehäuse innerhalb von fünf Tagen hergestellt werden.
(Bild: Maiwolf/Lapp-Gruppe)

Mit Industrie 4.0 wird die Produktion modularer und flexibler. Automobilhersteller erproben schon Szenarien, wo Bearbeitungsstationen beweglich sind und sich die zu bearbeitenden Teile selbst suchen. Werden Leitungen und Stecker dann überflüssig, lautet die Frage. Das Gegenteil ist der Fall. Denn Leitungen und vor allem Stecker sind auf lange Zeit unverzichtbar, ihre Bedeutung wird sogar eher zunehmen. Auch wenn die drahtlose Kommunikation gewisse Verschiebungen bringt, bleibt diese in den Werkhallen doch auf bestimmte Anwendungen beschränkt. Für die schnelle und störungsfreie Kommunikation der Maschinen untereinander, etwa die Übermittlung von Sensordaten in Echtzeit, oder die Zuführung von Energie zu den Antrieben sind Leitungen unverzichtbar.

Was sich allerdings ändern wird, ist, dass diese Leitungen seltener fest verdrahtet, dafür häufiger gesteckt werden. Denn Bearbeitungsstationen werden modularer und abhängig vom Produkt, das darauf gefertigt wird, öfters mal umsortiert. Das erfordert Steckverbinder, die sich schnell lösen und an anderer Stelle wieder anstecken lassen. Diese können die in älteren Anlagen noch vorherrschende Direktverdrahtung ersetzen. Deshalb wird in der Industrie die Zahl der Steckverbinder weiter steigen.

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Industrie 4.0 ist indes nicht das Ziel solcher Maßnahmen, sondern nur Mittel für einen größeren Zweck. Es geht darum, die großen Herausforderungen der Menschheit zu bewältigen, die da lauten: Globalisierung, Digitalisierung, Nachhaltigkeit und demografischer Wandel. Aus diesen Themen ergibt sich eine Vielzahl von Fragen: Wie ernähren wir 7,5 Mrd. Menschen oder gar 9,7 Mrd., die laut UNO-Prognose 2050 die Erde bevölkern werden? Wie werden diese Menschen arbeiten, wenn Maschinen zunehmend Tätigkeiten übernehmen? Und wie gestalten wir Fortschritt nachhaltig und ressourcenschonend? Die Industrie kann sich von diesen Megathemen nicht abkoppeln, sie ist gefordert, in ihrer jeweiligen Branche Lösungen beizusteuern. Und damit sind wir wieder bei den Verbindungssystemen. Die Lapp-Gruppe hat erkannt, dass sie bei Entwicklungen von Produkten diese Megathemen immer mitdenken muss. Das Beispiel Steckverbinder soll zeigen, wo Zusammenhänge bestehen.

Globalisierung nimmt zu

Die Maschinenbaubranche wird globaler, viele Hersteller sind auf allen Kontinenten aktiv. Dabei von Internationalisierung zu sprechen, könnte allerdings in die Irre führen. Wir beobachten gleichzeitig stärker national und lokal unterschiedliche Gegebenheiten. Auf vielen Märkten müssen lokale Standards erfüllt werden, besonders die UL-Zertifizierung in Nordamerika. Zusätzlich fordern bestimmte Branchen Zertifizierungen, etwa die Wind- und Solarenergie, die Bahn- oder die Lebensmittelindustrie. Viele Produkte sind für eine unüberschaubare Vielzahl von Anwendungen geeignet. Qualitätsbewusste Anbieter wie Lapp haben deshalb immer die höchsten Anforderungen im Blick und leiten die Varianten für verschiedene Märkte und Branchen dann von diesem Standard ab.

Hilfreich ist, dass sich bestimmte Steckverbinder als Standard weltweit durchgesetzt haben. Rechteckstecker sind seit vielen Jahren etabliert und erobern weltweit neue Anwendungen. Lapp kann hier seine globale Präsenz und die schnelle Lieferfähigkeit eines Großteils der über 40.000 Standard-Katalogprodukte auch in die entlegensten Gegenden der Welt in die Waagschale werfen. Doch wie findet der Kunde aus den 138 Mio. möglichen Konfigurationen, die Lapp allein für die Gehäuse seiner Epic-Rechteckstecker anbietet, die für ihn richtige? Dort hilft die Digitalisierung.

Digitalisierung hilft bei der Auswahl

Im Online-Gehäusekonfigurator von Lapp erstellt der Kunde sein individuell passendes Steckergehäuse, die Bestellung geht direkt in die Produktion und nach spätestens fünf Werktagen trifft die Ware (innerhalb Deutschlands) beim Kunden ein. Digitalisierung bedeutet natürlich auch, dass überall immer mehr Datenverbindungen in der Industrie geschaffen werden. Zunehmend nachgefragt werden deshalb Steckverbinder für die Übermittlung digitaler Daten mit immer höheren Datenraten. Dafür sind auch unterschiedliche Rundstecker geeignet. Standards sind zum Beispiel die Gewindegrößen M23, M17 und immer häufiger der kompakte M12-Stecker, der bei vielen Anwendungen Befürworter gewinnt. Diese Steckverbinder sind zukunftssicher und damit ein Beitrag zur Nachhaltigkeit.

Nachhaltigkeit spielt große Rolle

Stecker für industrielle Anwendungen sind kein Wegwerfprodukt. Sie sollen mitunter 30 Jahre oder länger halten. Allerdings sind die Anforderungen in den letzten Jahren stark gestiegen – zum Beispiel was Bewegung und Vibration betrifft. Denn die Zahl der bewegten Anwendungen nimmt zu und ebenso Geschwindigkeit und Beschleunigung dieser Anwendungen, etwa in Schleppketten oder an Robotern.

Nachhaltigkeit heißt aber vor allem mehr Flexibilität. Wenn an einem Roboter eine Kamera zur Qualitätsinspektion nachgerüstet wird, sollte die Erweiterung auch im Steckverbinder leicht möglich sein. Hier bieten sich modulare Rechtecksteckverbinder an, etwa das einfach erweiterbare Steckersystem Epic MH von Lapp. Es lässt sich flexibel für Leitungen unterschiedlichster Funktionen bestücken und nimmt beliebige Steckermodule für Energie, Signale und Daten auf. Kommt eine Funktion hinzu, wird einfach ein weiteres Modul eingesetzt oder ein anderes ersetzt. Davon profitieren insbesondere Branchen, die sich in großem Maßstab industrialisieren, zum Beispiel die Lebensmittelbranche.

Individualisierung und Demografiewandel

Die Weltbevölkerung wächst rasant, aber landwirtschaftliche Anbauflächen sind begrenzt – um die Menschheit zu ernähren, führt kein Weg an einer hoch produktiven, industriellen Lebensmittelproduktion vorbei. Gleichzeitig verlangen die Konsumenten Lebensmittel, die man bequemer zubereiten kann und die in kleineren Portionen verpackt sind, denn der Trend zu Haushalten mit weniger Personen hält in den weit entwickelten Industrienationen an. Für die Produktion heißt das: Lebensmittel werden industriell verarbeitet und maschinell verpackt. Das erfordert eine Vielzahl von Sensoren und Antrieben und damit Leitungen sowie Steckverbinder, die Daten und Leistung übertragen. Und die natürlich einer häufigen Reinigung mit aggressiven Reinigungsmitteln widerstehen müssen, denn die Anforderungen an die Hygiene steigen auch immer weiter.

Für Steckverbinder heißt das, dass sie höhere Anforderungen an die Robustheit erfüllen müssen. Eine Folge ist, dass in der Herstellung und Verarbeitung von Lebensmitteln immer mehr Technologien aus anderen Bereichen der Industrie Einzug halten. die Anwender setzen dann dort, wo es möglich ist, auf Industriestandards aus anderen Branchen. Es gibt aber bei Steckverbindern ebenso den Trend zu Individuallösungen, wenn Standardlösungen nicht mehr weiterhelfen. Dort ist intensive Beratung und Unterstützung beim Engineering durch den Hersteller gefragt. MM

* Martin Guserle ist Leiter des Geschäftsbereichs Steckverbinder bei der U. I. Lapp GmbH in 70565 Stuttgart, Tel. (07 11) 78 38-31 61, martin.guserle@lappgroup.com

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