Industrie 4.0 Die vernetzte Industrie und ihre modernen Anschlusslösungen

Autor / Redakteur: Siegfried Funk, Senior Manager Industry Marketing bei TE Connectivity - Intercontec / Andreas Leu

TE Connectivity ist mit seiner Marke Intercontec Innovationsführer im Marktsegment «Verbindungslösungen für die elektrische Antriebstechnik» und hat sich den Herausforderungen von Industrie 4.0 frühzeitig gestellt.

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Bild 1: Leistungsgesteigerter Steckverbinder 723 htec.
Bild 1: Leistungsgesteigerter Steckverbinder 723 htec.
(Bild: Omniray)

Was muss ein Steckverbinder 4.0 können? Was erwartet die Anwender bezüglich fortschrittlicher Anschlusstechnik? Die Hauptaufgabe besteht natürlich darin, den untereinander vernetzten Teilnehmern einer Smart Factory mit modernen elektrischen Verbindungslösungen die Kommunikation untereinander zu ermöglichen.

Aber in Industrie 4.0 steckt noch viel mehr. Zunächst muss die Infrastruktur mit einer Schnittstellenanbindung eines jeden einzelnen erforderlichen Teilnehmers geschaffen werden, damit eine adäquate Vernetzung und Datenübertragung möglich wird. Die Spezialisten des niederbayerischen Unternehmens Intercontec, das seit Mai 2017 TE Connectivity Industrial heisst, erkannten das frühzeitig. Mit der Hybrid-­Steckverbinder-Technologie htec sind sie bereits seit vielen Jahren mitten drin im Thema Steckverbinder und Anschlusslösungen für Industrie 4.0. Weg vom reinen Leistungsstecker, hin zum hybriden Alleskönner, der den Anforderungen einer modernen Verbindungs- und Schnittstellentechnik gewachsen ist.

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Je nach Kundenanforderung kann hiermit in verschiedenen Grössen, Leistungsklassen, Polbildern, Codierungen und Übertragungsraten eine moderne automatisierte Aufgabe übernommen werden. Beispielsweise integrierten die Ingenieure um Entwicklungsleiter Philipp Moncher erstmals in ein vertrautes M23-Gehäuse. Das Ergebnis: Der um rund 35 Prozent von 19 kW auf über 25 kW leistungsgesteigerte Steckverbinder 723 htec, der zusätzlich EMV-technisch ungestört Daten gigabitweise übertragen kann. (Bild 1) Seitdem ist es erst möglich, Servo-Antriebe mittlerer Leistungsklasse mit einer Einkabel-Lösung auszustatten. Eine damit verbundene dezentralisierte Einkabel-Verkettung von Verbrauchern innerhalb einer Anlage spart Platz, Aufwand, Kupfer und Kosten.

Vor Kurzem brachte das Team um Entwicklungsleiter Philipp Moncher als logische Konsequenz auf den fortschreitenden Vernetzungstrend den M40-Leistungssteckverbinder als Hybridausführung auf den Markt; ebenfalls separat geschirmt und zusätzlich mit sechs Signalkontakten für Feedback- und Safety-Aufgaben bestückt. Denn gerade grosse, energieintensive Verbraucher jenseits der 30-kW-Leistungsaufnahme in Anlagen und Maschinen wollen vernetzt und angesprochen werden.

Anforderungen Miniaturisierung

Für die funktionierende Smart Factory spielt die kompakte Bauweise der Komponenten eine entscheidende Rolle. Die immer kleiner werdenden Anwendungen lenken ihr Interesse immer noch — oder wieder verstärkt —auf die Miniaturisierung von Steckverbindern. TE Connectivity/Intercontec ist auch in diesem Gebiet Vorreiter, denkt man an den M17 oder den kleinen springtec-Stecker der Serie 615/915 mit seinem kompakten ytec-Doppelwinkel-Gerätestecker (Bild 2). Beide Entwicklungen haben sich schon seit Jahren fest im Markt etabliert.

Weitere Faktoren für den Einsatz von Anschlussequipment in einer Smart Factory sind die Zuverlässigkeit im Einsatz — die Langlebigkeit also — und eine vorteilhafte zeitgemässe Bedienbarkeit mit Schnellverschlüssen und einstellbaren Kabelabgängen. (Bild 3) Dazu mechanisch hochfeste Stecker, die unter teils widrigen Umgebungseinflüssen über viele Jahre zuverlässig ihren Dienst verrichten können. Man möchte auch nicht alle zwei Jahre zu Hause die Steckdosen auswechseln oder gar die Kabel aus den Wänden reissen müssen.

Diese Aspekte sind heute eine Voraussetzung für die Verkabelung von hochsensiblen Automatisierungsanlagen und High-­Tech-Werkzeugmaschinen der Kunden.

Automatisierung der Kabelkonfektion

Wenn man in Verbindung mit Industrie 4.0 von Smart Factory spricht, wo viele Prozesse, Betriebsmittel und Maschinen miteinander vernetzt arbeiten und kommunizieren müssen, macht es keinen Sinn, die Evolution aufzuhalten und bei handmontierten Steckern und handkonfektionierten Stecker- Kabel-Baugruppen zu bleiben. Entscheidend sind individuelle, auf den jeweiligen Bedarf des Kunden abgestimmte Lösungen, die automatisiert und prozesssicher in einer «Smart Factory 4.0» hergestellt werden. Das Thema «automatisiert herstellbare Steckverbinder oder Anschlussleitungen» ist in der elektrischen Anschlusstechnik nicht neu. Es gibt kleinere und einfach aufgebaute Stecker, die schon lange maschinell konfektioniert werden.

Auf der letzten SPS/IPC Drives-Messe in Nürnberg hat das Unternehmen den maschinell montierbaren M23-Steckverbinder «4.tec» vorgestellt (Bild 4), wo hohe Ströme fliessen und kleine Konfektionierungsfehler grosse Auswirkungen haben können. Seit Kurzem ist diese Komplettanschluss-Lösung am Markt verfügbar.

Vorteile des neuen Systems

Beim Stecksystem 4.tec kann eine maschinelle Schirm-Gehäuse-Verbindung mit 100-prozentiger Wiederholgenauigkeit hergestellt werden. Dabei wird das gleichmässig und exakt aufgefächerte Schirmgeflecht lagerichtig fixiert und grossflächig mit dem Metallgehäuse verbunden. Die patentierte Schirmauflagetechnik zeichnet sich durch überdurchschnittliche Messergebnisse aus: Im Vergleich zu bisherigen am Markt erhältlichen fertigen Anschlussleitungen sind die Schirmdämpfungswerte durchgehend besser.

Durch die automatisierte Konfektionierung der Schirmauflage liegt die Zeitersparnis gegenüber manueller Montage bei rund 30 Prozent. Der Anwender bestimmt bei der Konfektionierung je nach zu fertigender Menge und Investitionsumfang den Grad der Automatisierung selbst. Wird beispielsweise die Schirmanbindung automatisiert, können alle übrigen Montageschritte weiterhin manuell erfolgen.

Weitere Automatisierungsmöglichkeiten bestehen beim Crimpen, Bestücken der Kontaktträger bis hin zum Fügen und Verriegeln des Gehäuses. Das modular aufgebaute System ermöglicht es den Kunden, den Automatisierungsgrad nach ihren eigenen Bedürfnissen zu wählen und schrittweise auch nachträglich zu erhöhen. Die erreichbare Zeitersparnis liegt bei bis zu 30 Prozent. Je höher die Automatisierung ist, desto besser sind auch Prozesssicherheit und Güte der Konfektionen. Die Montagemodule können theoretisch an jedem beliebigen Ort weltweit und zu jeder Zeit hochwertige Anschlussleitungen in gleichbleibend hoher Qualität herstellen.

Geplant ist es, das Stecksystem 4.tec schrittweise in weiteren Serien für eine automatisierte Montage anzubieten.

Und was bringt die Zukunft?

«Der Blick nach vorne zeigt klar, dass im Zeitalter der elektrischen Vernetzung weitere Aufgaben und Anforderungen an moderne Anschlusslösungen auf die Hersteller zukommen werden: Intelligente Anschluss-Systeme mit Steckverbindern, die weit mehr können, als Daten und elektrische Energie zu transportieren. Auch darüber denken wir bereits intensiv nach», so Philipp Moncher.

omniray.ch

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