Miniaturisierung mit spezifischen Steckverbindern

Die Reduktion von Größe und Gewicht elektronischer Baugruppen geht oft einher mit dem Anspruch, mehr Funktionalität auf engerem Raum zu integrieren, ohne dabei Abstriche bei Zuverlässigkeit oder Langlebigkeit zu machen. Insbesondere Steckverbinder stehen dabei vor der Herausforderung, mechanische Stabilität und elektrische Performance auf kleinem Raum zu vereinen.

Wie verändert Miniaturisierung die Anforderungen an Steckverbinder?

Miniaturisierung wird oft mit der bloßen Reduktion physischer Abmessungen gleichgesetzt. Tatsächlich ist sie aber weitaus vielschichtiger. Sie beginnt bei der Reduktion der Anzahl benötigter Komponenten und reicht bis zur Integration verschiedener Funktionen in einem Steckverbinder. So lassen sich nicht nur Platz und Gewicht sparen, sondern durch geringere Packungsbedarfe auch Logistikkosten und der CO₂-Fußabdruck signifikant reduzieren.

Industrieautomatisierung im Wandel

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Warum hochwertige Steckverbinder den Unterschied machen

Gesteigerte Datenraten, KI-basierte Prozesse und vernetzte Produktion stellen höchste Anforderungen an Verbindungstechnik. Die Zero8-Steckverbinder liefern dafür eine robuste, leistungsfähige und zukunftssichere Lösung – auch unter Extrembedingungen.Hier erfahren Sie, iwe Anforderungen an Verbindungstechnik durch gesteigerte Datenraten, KI-basierte Prozesse und vernetzte Produktion gelöst werden können.

Ein prägnantes Beispiel: Statt mehrere Einzelverbinder zu verwenden, kombiniert ein kundenspezifischer Multi-Interface-Steckverbinder verschiedene Kontakttypen in einem einzigen Bauteil. Das spart nicht nur bis zu 12 mm an Bauraum, sondern vereinfacht auch Montage und Abdichtung und reduziert Fehlerquellen. In vielen Fällen verbessert sich durch diese Modularisierung auch die Wartungsfreundlichkeit im Feld, da weniger Schnittstellen auf Dichtigkeit und Kontaktgüte geprüft werden müssen.

Welche Herausforderungen bringt die Miniaturisierung mit sich?

Miniaturisierung verlangt jedoch eine ganzheitliche Betrachtung mechanischer, elektrischer und ergonomischer Parameter. Gerade bei hohen Steckzyklen oder bei starker Vibration müssen Kontaktmaterialien, Geometrien und Beschichtungen perfekt aufeinander abgestimmt sein. Entscheidend ist beispielsweise, dass trotz reduzierter Abmessungen ausreichende Luft- und Kriechstrecken eingehalten werden können – insbesondere bei hohen Spannungen.

Der schnelle Weg zu spezifischen Verbindungslösungen

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Deshalb können anwendungsspezifische Steckverbinder sinnvoll sein

Es gibt gute Gründe, auf Steckverbinder zu setzen, die vom Standard abweichen. Entgegen mancher Vorurteile ist die Herstellung individueller Steckverbindungen weder langwierig noch teuer.Es gibt gute Gründe, auf Steckverbinder zu setzen, die vom Standard abweichen. Hier erfahren Sie, welche das sind.

Weitere Aspekte sind die Ergonomie und Anwendersicherheit: Geführtes Blindstecken, Codierungen zur Vermeidung von Fehlsteckungen (Poka Yoke) sowie individuelle Steckwinkel erleichtern die Montage und reduzieren Fehler. Insbesondere bei Anwendungen mit begrenztem Sicht- oder Zugriffsraum – etwa in Fahrzeugdachkonsolen oder medizinischen Wearables – ist eine intuitive Handhabung essenziell.

Das Problem: Standardisierte Prozesse stoßen bei Miniaturisierung oft an ihre Grenzen. Daher arbeitet Suyin bereits in der Vorentwicklungsphase eng mit den Anwendern zusammen.

Dabei muss zudem eine hohe Fertigungstiefe eine zentrale Rolle einnehmen: Werkzeuge werden mit bis zu einem Mikron Präzision selbst gefertigt, Produktionslinien intern (weiter-)entwickelt. Insert Molding, automatische Inline-Inspektion und ISO-17025-zertifizierte Prüflabore gewährleisten Qualität von der Prototypenfertigung bis zur Serie. Durch Suyin wird dabei auch die Verpackung kundenindividuell angepasst, etwa für Tape-and-Reel- oder Stangenverpackungen.

Hinzu kommen zertifizierte Qualitätssicherungsprozesse für medizintechnische (ISO 13485) und automotive (IATF 16949) Anwendungen. Und für viele Anwender ist vor allem eines entscheidend: Die langfristige Verfügbarkeit der individuell entwickelten Steckverbinder, ohne unerwartete Abkündigung.

Was leisten direkte und indirekte Miniaturisierungstechniken?

Miniaturisierung bedeutet nicht immer eine tatsächliche Verkleinerung des Bauteils. Auch die indirekte Miniaturisierung bietet große Potenziale: Dabei bleibt der physische Formfaktor gleich, doch die Funktionalität oder Leistungsfähigkeit wird deutlich gesteigert. In vielen Fällen ist es möglich, bei identischer Baugröße etwa die Strombelastbarkeit oder Datenrate signifikant zu erhöhen.

Ein Beispiel dafür ist ein Steckverbinder aus dem Bereich Baumaschinen, der ursprünglich für 75 A ausgelegt war und durch gezielte Optimierungen in Materialwahl, Kontaktdesign und Beschichtung auf 120 A bei gleichbleibendem Außengehäuse und Formfaktor aufgerüstet werden konnte. Solche Upgrades ermöglichen nicht nur technische Fortschritte beim Anwender bei gleichzeitiger Rückwärtskompatibilität zu den bereits im Markt befindlichen Ladegeräten, sondern reduzieren auch Entwicklungsaufwand, da keine Anpassung der umgebenden Baugruppen notwendig ist.

Ein Best-Practice-Beispiel für direkte Miniaturisierung wiederum stammt aus dem Bereich E-Mobility: Hier wurde ein Hochstromkontakt für Wallboxen so konzipiert, dass der Typ-2-Stecker direkt auf die Leiterplatte ohne zwischengeschaltetes Kabel kontaktiert werden kann. Das spart Bauraum, Verpackungsvolumen und Material, was wiederum die CO₂-Bilanz verbessert. Gleichzeitig vereinfacht sich der Montageprozess erheblich.

Zudem stellt das Anwendungsfeld der Medizintechnik einen wichtigen Bereich dar. Insbesondere hier kommt es auf millimetergenaue Präzision an: So muss bspw. ein Steckverbinder für EEG-Sensoren so flach wie möglich gestaltet sein, um auf dem Kopf des Patienten beim Schlafen nicht zu stören. Gleichzeitig muss das Material biokompatibel, nicht-allergisch, temperatur- und chemikalienbeständig sowie sicher gegen Feuchtigkeitseintritt sein. Der von Suyin entwickelte Inboard-Steckverbinder ähnelt optisch einem USB-C-Port, ist aber codiert und vollkommen individuell ausgelegt. In diesem Fall war auch die mechanische Belastung durch Bewegung im Schlaf sowie die Verträglichkeit mit menschlicher Haut ein wichtiger Einflussfaktor für die Entwicklung.

Wo zeigen sich branchenübergreifende Vorteile?

Miniaturisierte, anwendungsspezifische Steckverbinder kommen in nahezu allen Industriebranchen zum Einsatz: Neben Medizintechnik, Maschinenbau und E-Mobility auch in den Sektoren Automotive, Industrieautomation oder Consumer Electronics. Ihnen allen gemeinsam ist allerdings, dass die Anforderungen an Komponenten hinsichtlich Datenrate, Strombelastbarkeit und Funktionseinbettung stetig steigen, während gleichzeitig die Geräte kompakter werden sollen.

Individualentwickler stellen in diesem Zusammenhang grundsätzlich Partner dar, die nicht mit Anbietern von Kataloglösungen konkurrieren, sondern diese dort ergänzen, wo individuelle Anforderungen beginnen und umgesetzt werden müssen. In zahlreichen Fällen entstehen aus einmaligen Entwicklungen später auch modulare Produktfamilien – maßgeschneidert, aber dennoch skalierbar. (bs)