Prüftechnik Kontaktierungssystem für Hunderttausende Steckvorgänge

Redakteur: Robert Weber

Der Motorenbauer Deutz setzt auf individuelle Aggregateausführung mit kurzer Lieferzeit bei 100% Qualitätskontrolle. Zahlreiche Motor- und Softwarevarianten machen die Erstprogrammierung und den Test der Elektronik zur komplexen Aufgabe. Normale Standard-Prüfsteckverbindungen verschleißen schnell.

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Unterschiedliche Baugrößen und Oberflächenvergütungen stellen einen dauerhaft niedrigen Übergangswiderstand sicher, heißt es bei Tekon. (Bild: Tekon)
Unterschiedliche Baugrößen und Oberflächenvergütungen stellen einen dauerhaft niedrigen Übergangswiderstand sicher, heißt es bei Tekon. (Bild: Tekon)

Die Deutz AG aus Köln zählt zu den ältesten Motorenfabriken. Das Unternehmen fertigt flüssig- und luftgekühlte Dieselmotoren für Baumaschinen, Energieerzeugungsanlagen, Landmaschinen, Nutz- und Schienenfahrzeuge sowie Schiffe. Die Motorenentwickler unterziehen alle Produkte einer 100 %-Qualitätskontrolle.

Die meisten Motoren werden heutzutage mit einem elektronischen Steuergerät ausgestattet. Für die Programmierstationen bedeutet dies eine hohe Belastung, besonders bei den Steckverbindungen für die Stromversorgung und den Datentransfer. Die Ingenieure suchten deshalb Fachleute für die Prüfung. Tekon Prüftechnik aus Weinstadt bekam den Zuschlag.

Motorenbauer kämpften mit einem Kontaktierungsproblem bei Serientest

Die Ausgangssituation: Das Produktprogramm der Motorenherstellung umfasst ein Leistungsspektrum von 20 bis 520 kW in zahlreichen Varianten. Jedes motoreigene Steuergerät benötigt zwingend eine spezifische Grundprogrammierung, bevor der Antrieb auf dem Motorteststand seine Leistungsfähigkeit beweisen kann.

Hier sind zwei grundlegende Probleme zu meistern: Wie alle üblichen Standardsteckverbindungen sind die Kontakte der Steuergeräte vom Hersteller nur für eine geringe Anzahl von Steckzyklen zertifiziert. Da jede Steuerung nur der Programmierung, den Anschluss an den Motor und eventuell einem oder zwei Testanschlüsse während der gesamten Betriebszeit unterliegt, reicht das völlig aus.

Der Gegenpart an der Programmierstation dagegen, die Überspielkonsole für die Grundprogrammierung, muss die Produktion an Motoren über Jahre zuverlässig überstehen, also weit über 50.000 Steckzyklen pro Jahr bei entsprechender Wartung. Die Fachleute wissen, hier trennt sich bei der Qualität verfügbarer Kontakte für hohe Steckzyklenbelastung sehr schnell die Spreu vom Weizen bei der Qualität.

Unterschiedliche Steckerausführungen für mehrere Tausend Steckzyklen

Ein weiterer Aspekt ist die Flexibilität, die eine breite Produktpalette auch bei den Steuergeräten fordert. Software kann zwar vieles, aber die Hardware ist bei solchen Industrieprodukten ebenfalls den Kundenanforderungen anzupassen. Die Folge daraus sind unterschiedliche Steckerausführungen oder unterschiedliche Pinbelegungen der Kontaktierung (Bild 1), die mehreren Tausend Steckzyklen problemlos standhalten.

Bei den Rheinländer Motorenbauern ging es um die Aufrüstung bestehender Steckergehäuse, um den Arbeitsablauf nicht ändern zu müssen. Zwei Steckervarianten mit 1 x 60 und 1 x 88 Datenkontakten und sechs großen 150-A-Kontakten für die Stromversorgung waren dazu mit den neuen Kontaktpins auszustatten.

Glasfaserverstärkter Kunststoff im Steckverbinder

In den Aluminiumsteckeinsatz der Programmierstation fügten die Motorenbauer einen Grundkörper aus verschleiß-, schlag- und rissresistentem glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) ein. Der Einsatz wiederum besitzt im vorderen Teil Führungshülsen, die die Kontaktpins auf fast gesamter Länge umschließen und sicher vor Verkantung schützen. So stellt auch eine leichte Schrägstellung bei Handstecken kein Problem dar.

Um die Steckkontakte individuell mit dem jeweiligen Kabelbaum zu verbinden und in den GFK-Grundkörper einzuführen, lieferten die Weinstädter Kontaktexperten gleich ein passendes Konfektionierungswerkzeug mit. Damit ist die geforderte Zuverlässigkeit der gesamten Steckerlösung auch bei der Eigenkonfektionierung kein Problem.

Die speziell gefertigten Stecker können im Schadensfall oder bei Hardwareumstellung auch nachträglich noch gewartet oder umkonfektioniert werden. Federstifte in den Kontakten und ausgesuchte Materialien stellen bei jedem Steckvorgang die elektrische Verbindung her, egal ob es um eine Datenleitung oder eine Hochstromverbindung mit über 100 A geht. Der Kontaktierungsvorgang selbst erfolgt spannungsfrei.

Steckverbindungen sind in der Massenproduktion stark beansprucht

Steckverbindungen sind gerade bei Massenproduktion und deren Testprozeduren sehr stark beansprucht. Wenn noch von Hand gesteckt wird, sind die Komponenten einer hohen Belastung ausgesetzt. Hunderttausende von Steckzyklen sind in der Industrie keine Seltenheit mehr und lassen sich nur durch speziell in Form, Funktion und Material ausgelegte Komponenten bewältigen. Die Einbindung von Kontaktspezialisten senkt bei solchen Anwendungen die Kosten und steigert die Zuverlässigkeit wie die Aussagekraft der Daten.

* Peter Jillich ist Geschäftsführer bei der Tekon Prüftechnik GmbH in 71384 Weinstadt

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