Elektrische Anschlusstechnik als intelligente Diagnoseschnittstelle

22.10.2018

Ob im Automobil – gerade in Hinblick auf das autonome Fahren – oder in der Produktion von morgen: Steckverbinder und elektrische Anschlusstechnologien spielen eine zentrale Rolle für die digitale Vernetzung. Forschende der Fraunhofer EMFT arbeiten an einem intelligenten Stecker mit integrierter Sensorik. Dieser erfasst verschiedenste Parameter wie Energieverbrauch, fehlerhafte Zustände oder Temperatur.

© Fraunhofer EMFT / Bernd Müller

Hochauflösende Wärmebildanalysen von Einpressverbindungen.

© Fraunhofer EMFT / Bernd Müller

B-Crimp für automobile Anwendungen.

Elektrische Anschlusstechnologien sind die Hauptschnittstelle zwischen Maschinen, Steuerungen und Datenverarbeitungsanlagen, sie bilden somit die Grundlage für Funktionalität, einfache Handhabung und Zuverlässigkeit in der Automatisierungstechnik.

Forschende der Fraunhofer-Einrichtung für Mikrosysteme und Festkörper-Technologien EMFT in Oberpfaffenhofen arbeiten an einer neuen Generation aktiver, »intelligenter« Steckverbinder: Ziel ist es, miniaturisierte Sensorsysteme in die Stecker zu integrieren. Damit lässt sich die Verbindungsqualität überwachen. Zukünftig sollen die kleinen elektronischen Helfer eine Art Condition Monitoring für die angeschlossenen Geräte übernehmen und beispielsweise den Energieverbrauch erfassen. Die Daten werden dann direkt im Stecker ausgewertet und drahtlos an ein mobiles Endgerät übertragen.

Hohe Anforderung an die Miniaturisierung

Weil die zu messenden Effekte sehr klein sind und oft nur in unmittelbarer Umgebung des elektrischen Kontaktes unverfälscht auftreten, ist ein hoher Miniaturisierungsgrad der verwendeten Sensor-, Aufbau- und Verbindungstechnologien entscheidend. Gleichzeitig müssen Qualität und Lebensdauer erhalten bleiben. Zudem muss die Steckverbindung bei sicherheitssensiblen Anwendungen wie dem autonomen Fahren auch unter rauen Umgebungsbedingungen wie etwa Vibrationen und auch Schmutz absolut zuverlässig funktionieren.

Bei der Miniaturisierung und der Integration setzen die Forscherinnen und Forscher auf Lösungen aus dem Technologie-Portfolio der Fraunhofer EMFT, wie beispielsweise der Folientechnologie, die das Einbetten von Halbleitern und Sensoren in extrem enge Spalten und kleine Volumina erlaubt.

Effizienter und sicherer Betrieb

Die Integration dieser Funktionen in die Verbindungstechnik liefert aktuelle Parameter zur Qualitätsmessung; damit wird die schleichende Degradation von Steckverbindern messbar. Das wiederum ermöglicht die frühzeitige Vorhersage kritischer Zustände von Steckverbindern.

Insgesamt erleichtert sich damit die Installation und der zuverlässige Betrieb von Anlagen – im Automobil und in der Produktion.