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(Bild: Fischer Connectors)

| von Andrea Hackbarth

Eckdaten

Zuverlässigkeit, Robustheit, Langlebigkeit und Innovationen sind die Grundpfeiler von Fischer Connectors. Das Unternehmen mit Hauptsitz in der Schweiz, garantiert bei ihren Steckverbindern 10.000 Steckzyklen. Der Artikel geht auf die unterschiedlichen Steckverbinder und ihre Einsatzmöglichkeiten in der Medizintechnik ein.

Fischer Connectors, Pionier auf dem Gebiet Steckverbindertechnik seit 1954, hat eine breite Palette an hochzuverlässigen Steckverbindern speziell für medizinische Anwendungen, die sich sehr gut für elektronische Medizingeräte wie etwa Diagnosegeräte, chirurgische Instrumente, therapeutische und zahnmedizinische Apparaturen, Herzunterstützungssysteme und Einmalgeräte eignen.

Push-Pull-Steckverbinder und Kabelsysteme von Fischer Connectors gibt es als kundenspezifische, zugeschnitten auf die jeweiligen spezifischen Anwendungsbedürfnisse, oder als komplette Standardlösungen. Zum Produktportfolio gehören auch sterilisierbare und wiederverwendbare Steckverbinder, Hybrid-Steckverbinder sowie kostengünstige Einweg-Steckverbinder. Für die Kabelkonfektion sind Silikon- und reibungsarme Beschichtungen möglich. Steckverbinder für die Medizintechnik sind leicht und handlich, zertifiziert nach ISO 13485, die zuverlässigen Verriegelungssysteme erhöhen die Sicherheit, weiterhin sind sie ausgeführt in Schutzklasse IP68 für eine wasserdichte Abdichtung und sie verfügen über eine EMV/RFI-Abschirmung für eine zuverlässige Datenübertragung.

Optimaler Strahlenschutz

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Stainless-Steel-Steckverbinder bestehen aus einem hochwertigen Edelstahl, der besonders resistent ist gegen Chemikalien, Hitze und radioaktive Strahlung. Fischer Connectors

In bestimmten Medizinfeldern muss die Sterilisation mit der radioaktiven Dekontaminierung kombiniert werden. In der Nuklearmedizin werden Therapie- oder Bildgebungsanwendungen – beispielsweise die PET-Scannerbildgebung und die Szintigraphie-Bildgebung – mit radioaktiven Isotopen durchgeführt. Ein optimaler Strahlenschutz muss hier gewährleistet sein. Für diese Anforderungen hat Fischer Connectors die Stainless-Steel-Steckverbinder im Programm. Diese Steckverbinder bestehen aus einem hochwertigen Edelstahl, der besonders resistent ist gegen Chemikalien, Hitze und radioaktive Strahlung. Verbaute Materialien sind Edelstahl 316L, Polyetherketon (PEEK) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM). Selbst bei hohen Temperaturen bieten diese Materialien eine sehr gute Strahlen- und Korrosionsresistenz bei konstanter Leistung. Die Anschlüsse erlauben eine mikrobiologische Sterilisation (Autoklav, Ethylenoxid (EO), Gammastrahlung, Steris oder Sterrad, Cidex). Weiterhin sind diese Steckverbinder mit Dekontaminations-Flüssigkeiten (Decon 90 und RBS 25) kompatibel. Durch die Kombination von Sterilisation und Dekontamination können die Anschlüsse wiederverwendet werden. Es gibt diese Serie in vielen unterschiedlichen Kombinationen. Sie lassen sich für individuelle Kundenanforderungen konfigurieren. Kunden wählen aus verschiedenen Größen, Gehäusetypen, Steckertypen und Kontaktblock (Leiterplatte, Lötkontakt oder Crimpkontakt, 2 bis 15 Stifte). Zum Produktprogramm gehören versiegelte und nicht versiegelte Varianten einschließlich IP68. Eine 360°-EMV-Abschirmung kann hinzugefügt werden. Die Handhabung der Steckverbinder ist mit Handschuhen möglich. Dank des patentierten, branchenüblichen Push-Pull-Verriegelungssystems sind nur einfache Bewegungen für Steck- und Ziehvorgänge für die völlige Kontrolle der Operationen nötig.

Einweg-Steckverbinder sind das Thema der nächsten Seite

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Die vorverkabelten und gebrauchsfertigen Einweg-Kunststoffsteckverbinder der Disposable Series haben eine hohe elektrische Isolierung und eine sehr große Stoßfestigkeit. Fischer Connectors

Vorverkabelte und gebrauchsfertige Einweg-Kunststoffsteckverbinder der Disposable Series kommen in einem breiten medizinischen Spektrum zum Einsatz, wie etwa bei Diagnosegeräten, therapeutischen Apparaturen und Herzunterstützungssystemen. Die kostengünstigen Push-Pull-Rundsteckverbinder zeichnen sich durch ein griffsympathisches Kunststoffgehäuse mit hoher elektrischer Isolierung und einer sehr großen Stoßfestigkeit aus. Mit einem Schutzgrad von IP65 (IEC 60529) ist diese gebrauchsfertige Einweg-Lösung vollständig staubdicht, wasserabstoßend und in hohem Maße elektrisch isoliert. Die Lösung

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Die Einweg-Kunststoffsteckverbinder im Detail. Fischer Connectors

ist kompatibel zu den Buchsen der Core Series mit 10.000 Steckzyklen und wird standardmäßig als Konfiguration mit acht Kontaktstiften aus Kupfer geliefert – auf Anfrage auch mit 16 Kontaktstiften. Sie ist mit vormontierten PVC-Medizinkabeln in Längen von 1, 2 oder 5 m verfügbar und kann schnell und unkompliziert mit beliebigen medizinischen Geräten verbunden werden.

Der weltweit kleinste Steckverbinder

Der weltweit kleinste Steckverbinder seiner Leistungsklasse kommt ebenfalls von Fischer Connectors. Das 24-polige Modell aus der Produktfamilie Minimax ermöglicht es zum Beispiel, den mechanischen Einfluss beim Anschließen von Kraftsensoren auf die Konstruktion zu minimieren. Dabei gilt es, analoge Kleinsignale störungsfrei in Echtzeit zu übertragen. Die Steckverbinder und Kabelkonfektionierungslösungen dieser Serie ermöglichen Konstrukteuren eine Platzeinsparung von bis zu 45 % und eine Gewichtsreduktion von bis zu 75 % im Vergleich zu Standard-Steckverbindern mit ähnlichen Kontaktgrößen. Dadurch verbessern diese Steckverbinder die Tragbarkeit von mit der Hand oder am Körper getragenen Geräten. Sie sind in den beiden Größen 06 und 08 erhältlich, mit Außendurchmessern von 10 beziehungsweise 12 mm und mit den drei Verriegelungssystemen Push-Pull, Schraub- und Schnellentriegelung. Sie garantieren über 5000 Steckzyklen. Getestet sind sie für Hochgeschwindigkeitsprotokolle wie USB 3.0 (neu), HDMI und Datenübertragungen von bis zu 10 Gb/s.

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Besonders hohe Anforderungen werden an die Steckverbinder für Kraft-/Momenten-Sensoren gestellt. ME-Meßsysteme

Zum Einsatz kommen die MP11-Steckverbinder der Minimax-Serie zum Beispiel bei den Kraft-/ Momentensensoren der Serie K6D von ME-Meßsysteme. Viele Anwendungen in der Medizintechnik erfordern die Messung der Kräfte in alle drei Richtungen. In der Regel werden dann auch die Biegemomente und das Torsionsmoment gemessen. Beispiele sind die Messung der Reibkräfte verschiedener Materialien und Materialpaarungen, oder die Messung der Kräfte und Momente an Prothesen. Die neuen K6D-Sensoren ermitteln gleichzeitig die Kräfte in x-, y- und z-Achse sowie die Drehmomente in allen drei Ebenen. Der Vorteil eines Kraft-/Momenten-Sensors besteht vor allem darin, dass ein komplexer Belastungszustand mit einem kompakten Sensor in die Kräfte (Fx, Fy, Fz) und die Momente (Mx, My, Mz) zerlegt wird.

Diese Aufgabe kann durch die Kombination von drei einzelnen Kraftsensoren und drei einzelnen Drehmomentsensoren konstruktiv nicht erreicht werden: Herkömmliche Kraftsensoren reagieren empfindlich auf die „schiefe“ Einleitung von Kräften: Es entsteht ein Messfehler durch die Einleitung einer Kraft quer zur eigentlichen Messrichtung, der oft nicht genau beziffert werden kann. Bei der Kombination von drei Kraftsensoren in einer Serienschaltung nimmt ein Kraftsensor die Belastung in drei Dimensionen auf, obwohl er nur für eine Belastungsrichtung konzipiert ist. Zusätzlich bedeutet die Serienschaltung von Sensoren auch eine Serienschaltung (und damit eine Reduzierung) von Federsteifigkeiten.

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Die Kraft-/Momenten-Sensoren K6D ermitteln gleichzeitig die Kräfte in x-, y- und z-Achse sowie die Drehmomente in allen drei Ebenen. Ein Einsatzbeispiel sind Röntgenapparate. ME-Meßsysteme

Kraft-/Momenten-Sensoren lassen sich für unterschiedliche Aufgaben einsetzen. Ein Einsatzbeispiel sind Röntgenapparate, die positioniert und ausgerichtet werden sollen. Der Kraft-/Momenten-Sensor fühlt die Kräfte und Momente des Bedieners und folgt der geführten Bewegung des Bedieners. Umgekehrt soll bei einer ungewollten Berührung die Bewegung gestoppt werden. Hier dient der Kraft-/Momenten-Sensor dem Kollisionschutz. In der Prothetik ist die Erfassung aller Kräfte und Momente erforderlich, um eine Belastung vollständig zu erfassen.

Steckverbinder für Kraft-/Momenten-Sensoren

Besonders hohe Anforderungen werden an die Steckverbinder für Kraft-/Momenten-Sensoren gestellt: Für den Anschluss der Dehnungsmessstreifen sind 6 × 4 Kontakte erforderlich. Eine sichere Übertragung der DMS-Signale ist bisher nur mit einem Steckverbinder pro DMS möglich. Die Herausforderung bei Kraft-/Momenten-Sensoren besteht darin, alle 24 Kontakte in einem Steckverbinder zu integrieren. Gleichzeitig sollte das Gewicht der Steckverbinder reduziert werden, um höchste Kontaktsicherheit auch bei großen Beschleunigungen und Vibrationen zu ermöglichen. Das Anschlusskabel soll schleppkettenfähig und geschirmt sein sowie im Durchmesser nicht größer als 5 bis 8 mm.

Die Integration der Elektronik in den Sensor ermöglicht zwar die Reduzierung der Kontaktzahl auf zum Beispiel fünf Kontakte. Durch die Miniaturisierung der Elektronik werden dann allerdings nicht die gleichen Leistungsmerkmale erreicht, wie mit einer externen Elektronik.

Die in den 6-Achsen-Kraftsensoren verwendeten MP11-Steverbinder der Minimax-Serie sind sehr leistungsfähig und robust. Die Miniaturausführung ermöglicht einen äußerst kompakten Mix aus 20 Signal- und vier Leistungsverbindungen. Sie gewähren eine vibrationssichere, störungsfreie Übertragung und bieten eine robuste IP68-Verbindung gesteckt und ungesteckt. Ein weiterer Vorteil ist die schnelle und sichere Ausrichtung der Kontakte ohne Sichtkontrolle.

Einsatz in einem ultraleichten Exoskelett

In Zusammenarbeit mit dem „Laboratoire de Systèmes Robotiques” (LSRO) des EPFL (Eidgenössische Technische Hochschule Lausanne), hat Fischer Connectors Verbindungslösungen für ein ultraleichtes Exoskelett mit dem Namen „TWIICE“ zur Verfügung gestellt, eine tragbare robotische Unterstützung, die Menschen mit Rückenmarksverletzungen hilft, wieder zu gehen. Ausgestattet ist das Exoskelett mit den kompakten Push-Pull-Steckverbindern der Alulite-Serie. Mit einem Gewicht von unter 15 kg ist es das weltweit leichteste Exoskelett seiner Art. Seine Ergonomie und die Kompaktheit des Lenkers erfordern hochdichte Steckverbinder, die Leistungs- und Sensorsignale kombinieren.

Alle Produkte von Fischer Connectors erfüllen die relevanten internationalen Normen und gewährleisten Qualität, Sicherheit und Umweltschutz der Anschlüsse, Prozesse und Systeme (einschließlich ISO 9001, ISO 134 85, ISO 14001, ROHS und Reach).

Fischer Connectors wurde 1954 von Walter Werner Fischer am Genfer See in einer Küche gegründet. Der Hauptsitz befindet sich auch heute noch in der Schweiz mit Standorten weltweit. Inzwischen beschäftigt das Unternehmen knapp 420 Mitarbeiter. Etwa 40 Distributoren und neun Filialen gehören zum Firmen-Netzwerk. Der Standort in Deutschland im Großraum München wurde 1990 gegründet. Vor kurzem eröffnete das Unternehmen eine Filiale in Japan.

Interview mit Daniel Lampka, Regional Sales Manager, Fischer Connectors

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Warum eignen sich die Steckverbinder von Fischer Connectors so gut für medizinische Geräte?

Daniel Lampka: Wo es um Gesundheit geht, stehen höchste Zuverlässigkeit und Robustheit im Vordergrund. Zuverlässigkeit ist eine unserer Kernkompetenzen. Mit der Zuverlässigkeit geht auch die Langlebigkeit einher. Wir garantieren 10.000 Steckzyklen. Die Steckverbinder halten jedoch noch viel mehr aus. Wir haben Produkte, die 15 Jahre im Einsatz waren und dabei immer wieder gesteckt wurden. Unsere Stecker halten das aus. Im Prinzip lebt unser Produkt so lange wie das Produkt unseres Kunden. Wir garantieren eine Goldbeschichtung von 1 µ. Messing wird mit Nickel beschichtet. In diesem Verfahren steckt sehr viel Know-how. Eine falsche Nickelbeschichtung hat zur Folge, dass das anschließend aufgebrachte Chrom nicht richtig greifen kann. Gerade im medizinischen Bereich kommt hinzu, dass die Stecker oft gereinigt und sterilisiert werden. Unsere Stecker halten auch diese vielen Reinigungsvorgänge aus. Zuverlässigkeit bieten wir zudem hinsichtlich der Lieferzeit. Wir sind im Bereich Logistik sehr gut aufgestellt und liefern direkt aus unseren Werken. Weiterhin stellen wir unseren Kunden unser tiefes und breit gefächertes Expertenwissen zur Verfügung. Wir bauen auf über 60 Jahre Erfahrung. Der dritte wichtige Punkt sind unsere vielen Innovationen.

Können Sie mir bitte ein aktuelles Beispiel einer Ihrer Innovationen beschreiben?

Daniel Lampka: Minimax ist beispielsweise eine unserer neuesten Innovationen. Wir haben heute hinsichtlich Kontaktdichte und Raum – 0,8 oder 0,6 mm – fast die höchste kompakte Dichte, die man bieten kann. Das ist jedoch noch nicht alles. Es muss auch gelöst werden, wie sich das Kabel anlöten lässt. Wir liefern den Steckverbinder und die Kabelkonfektion. Hohe Kompetenz ist hier gefordert.

Welche Firmenphilosophie vertritt Fischer Connectors?

Daniel Lampka: Wir haben Innovationen vor Augen, nicht „Me-too-Produkte“ – davon leben wir. Getrieben sind diese Innovationen oftmals von unseren Kunden. Und das nicht nur in der Medizintechnik sondern über alle Branchen hinweg. Wir sind bestrebt, für jeden Kunden die richtige Lösung zu finden. Bei unserem sehr großen Portfolio mit zirka 30.000 verschiedenen Konfigurationen an Steckverbindern ist dies problemlos möglich. Dabei ist die Menge für uns nicht ausschlaggebend. Selbst Kunden mit einer Anfrage in Stückzahl eins werden von uns bedient. Wir leben auch von dem einzelnen Steckverbinder.

Wo sehen Sie die wichtigsten Trends?

Daniel Lampka: Wichtige Trends sind Miniaturisierung und Gewichtsreduktion – nicht nur in der Medizintechnik – sowie Wegwerfsteckverbinder. Diese Trends können wir alle beantworten. Im Bereich der Wegwerfstecker wird vieles aus den USA getrieben. Hier in Deutschland hat der Wegwerfmarkt noch keine besonders große Bedeutung. In Deutschland setzt man noch vermehrt auf Sterilisation. Aber wer den US-Markt beziehungsweise Asien bedienen will, muss über Limited-use-Produkte nachdenken.

 

Andrea Hackbarth

Redakteurin elektronik journal

(ah)

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