harting.de

14
FOCUS: CUSTOMER VALUE
Windenergie
Gastbeitrag von
ENERCON-Gründer Aloys Wobben
Automation IT
Ein Netzwerk für alles
Mikrotechnologie
RFID-Transponder in der
automatisierten Produktion
People | Power | Partnership
HARTING tec.News 14 (2006)

Focus: Costumer Value
„Focus: Costumer Value“ – lautet das Motto der 14. Ausgabe
unseres Technologiemagazins. Wie der Titel bereits
verrät, steht der Kundennutzen in diesem Heft an erster
Stelle – im Fokus. Neue Technologien wie RFID werden
auf den folgenden Seiten ebenso ins Blickfeld gerückt
wie innovative Produkte und Prozesse. Wertschöpfungspartnerschaften
symbolisieren das Miteinander
von Technologiegruppe und Kunden, das in erfolgreich
eingesetzte Applikationen mündet.
Unsere Lösungen finden sich in der Automobilindustrie
ebenso wieder wie in den Bereichen Telekommunikation,
Mikrotechnologie, Windenergie und Transportation.
Unsere weltweiten Aktivitäten werden anhand von
Beiträgen aus Tschechien, Japan, Indien und Großbritannien
dokumentiert. harting arbeitet weiterhin nicht
nur gemeinsam mit Kunden an Lösungen, sondern setzt
sich bereits in der Standardisierung für allgemeingültige
Vorgaben ein.
Durch die vorliegende tec.News weht weiterhin ein ganz
besonderer Wind. Wir freuen uns, dass Diplom-Ingenieur
Aloys Wobben sich bereit erklärt hat, einen Gastbeitrag
für die tec.News 14 zu verfassen. Der Gründer des
Windenergieanlagenherstellers ENERCON GmbH hat
seine Ausführungen unter dem Titel »Energiewende statt
Klimawandel« zusammengefasst. Diesen mitreißenden
Artikel sollten Sie sich nicht entgehen lassen!
Wir wünschen Ihnen viel Spaß beim Lesen unserer
tec.News 14.
K. Jording
Redaktion
HARTING tec.News 14-I-2006

t e c .
I n h a l t
EDITORIAL
Wir wollen den Kundennutzen erhöhen durch Umsetzung
technologischen Wandels und Fortschritts_4
GASTBEITRAG
Aloys Wobben: Energiewende statt Klimawandel_6
PARTNERSCHAFT
Schleifring-Powerverbindung für ENERCON auf neuen
Wegen: 100 A und 200 A modular verbunden_12
Connectivity-Lösungen nach Maß. Wertschöpfungspartnerschaften
bringen enge und vernetzte Zusammenarbeit_29
Robust in rauer Industrieumgebung. Metallgehäuse D20
für 19’’-Aufbausysteme_78
CONNECTIVITY & NETWORKS
Automation IT von harting_14
Auf der faseroptischen Übertragungsstrecke unterwegs.
M12 microFX komplettiert Produktspektrum_20
Steckverbinderlösungen für das PROFINET-Installationskonzept.
Anforderungen der „Automation Initiative
of German Domestic Automobil Manufacturers (AIDA)“
werden berücksichtigt_22
Die Zukunft gestalten. Neue Steckverbinderfamilien für
standardisierte Telekom-Architekturen_34
Hybride Interface-Lösungen für die drahtlose Telekom-
Infrastruktur der neuesten Generation_42
harting har-bus HM auf dem Vormarsch. Teamwork in
der Technologiegruppe_55
INTERNATIONAL
HC Modular 350 A-Steckverbinder wird weltweit in Fahrmotoren
für Oberleitungsbusse verwendet_32
Millimeter-Wellenlänge fördert Hochgeschwindigkeitskommunikation_40
Indien – Ein neues Ziel für harting_51
MIKROTECHNOLOGIE
Vernetzte RFID-Transponder in der automatisierten Produktion_58
MID-Technologie für eine neue Generation von Drucksensoren.
Luft- und Gasdrücke mit immer kompakteren
Modulen messen_60
Klein und fein. Miniaturkontaktelemente auf Metallfolienbasis_62
LÖSUNG
Ein Meilenstein in der Anschlusstechnologie. Hohe Kontaktpackungsdichten
durch radialsymmetrische Federklemme_66
EMV-Schutz für Kunststoffgehäuse. Lichtbogen-Spritztechnik
bringt Kostenersparnis_75
Im Doppelpack doppelt gut – zwei Steckverbinder in
Einem: Han-Modular® Twin_80
QUALITÄT
Zuverlässigkeitssicherung und Lebensdauer von elektrischen
Kontakten_68
STANDARDISIERUNG
Glänzende Aussichten. RoHS-konforme Oberflächengestaltung
für Rechtecksteckverbinder_82
IRIS: Ein neuer Qualitätsstandard für die Lieferanten der
Schienenfahrzeugindustrie _84
MESSEN
harting-Messeübersicht 2006_87
I m p r e s s u m .
Herausgeber: harting KGaA, M. Harting, Postfach 11 33, D-32325 Espelkamp, Tel. +49 5772 47-0, Fax +49 5772 47-400, Internet: www.harting.com | Chefredaktion:
W. Padecken | Stellv. Chefredaktion: Dr. H. Peuler, K. Jording | Gesamtkoordination: Abteilung Publizistik und Kommunikation, W. Padecken | Layout & Illustration:
Contrapunkt, Berlin | Produktion und Druck: Druckerei Meyer GmbH, Osnabrück | Auflage: 22.000 Exemplare weltweit (Deutsch und Englisch sowie Kurzausgaben in
11 weiteren Sprachen) | Bezug: Wenn Sie an einem regelmäßigen, kostenlosen Bezug dieses Magazins interessiert sind, sprechen Sie die nächstgelegene harting-Niederlassung,
Ihren harting-Vertriebsmitarbeiter oder einen der örtlichen harting-Distributoren an. Außerdem können Sie die tec.News online unter www.harting.com bestellen. |
Nachdruck: Für den ganzen oder auszugsweisen Nachdruck von Beiträgen ist eine schriftliche Genehmigung der Redaktion erforderlich. Das gilt ebenso für die Aufnahme in
elektronische Datenbanken und die Vervielfältigung auf elektronischen Medien (z. B. CD-Rom und Internet). | Alle verwendeten Produktbezeichnungen sind Warenzeichen
oder Produktnamen der harting KGaA oder anderer Unternehmen | Trotz sorgfältiger Überprüfung können Druckfehler oder kurzfristige Änderungen der Produktspezifikationen
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© 2006 by HARTING KGaA, Espelkamp. Alle Rechte vorbehalten.

t e c .
E d i t o r i a l
Dietmar Harting
Wir wollen den Kundennutzen erhöhen durch
Umsetzung technologischen Wandels und Fortschritts
So, liebe Leserinnen und Leser, lautet unser erstes Unternehmensziel.
Ungefähr 50 Jahre sind vergangen, seit harting einen
weltweiten industriellen Trend gesetzt hat, das Prinzip
des Steckverbinders in der Industrie. Mit dieser Innovation
haben wir uns eine führende Stellung in der elektrischen
Verbindungstechnik erarbeitet – der Han-Steckverbinder
ist in vielen Märkten bekannt. Auch mit vielen
weiteren Produkten nehmen wir eine Spitzenstellung ein.
Doch wie sieht die Zukunft der Industrie aus?
Im industriellen Bereich nimmt die Verbindungstechnik
eine immer wichtigere Rolle bei der Vernetzung von Maschinen,
Maschinenparks und Fabrikgebäuden ein. Das
Zusammenwachsen der Büro- und Fabrikkommunikation
bei gleichzeitig ständig wachsenden Anforderungen z. B.
an die Flexibilität und Stabilität der Energieversorgungsinfrastruktur
stellt die Verbindungstechnik vor neue und
spannende Herausforderungen. harting nimmt diese Herausforderungen
an.
Unsere letzte Kundenbefragung hat uns eines klar verdeutlicht:
harting ist deshalb der präferierte Partner, weil
wir für höchste Qualität, Zuverlässigkeit, Funktionalität,
intelligente Lösungen und exzellenten Kundenservice
stehen. Das ist für unsere Mitarbeiter und für mich ein
klares Signal, auf diese Stärken zu setzen und sie konsequent
auszubauen.
Wir sehen die Chance, gerade mit unserem ganzheitlichen
Beratungs- und Betreuungsansatz ‚one face to the customer‘
innerhalb der Wertschöpfungskette unserer Kunden
einen zusätzlichen Wertbeitrag leisten zu können.
Unsere konsequente Ausrichtung der harting Technologiegruppe
auf das, was wir „Connectivity & Networks“
nennen, trägt diesem Anspruch Rechnung.
Als ein Anwendungsbeispiel für „Connectivity & Networks“
nenne ich hier die Industrie mit ihren drei
Lebensadern industrielle Kommunikation, 24 V-Span-
nungsversorgung und 400 V-Energieversorgung. Wir
sind über Jahrzehnte als Industriespezialist gewachsen,
gemeinsam mit unseren Kunden. Auf der Hannover Messe
2006 werden wir vom 24. bis 28. April zeigen, was dies
für unsere Kunden an Vorteilen bringt oder – um es mit
dem Titel unserer aktuellen tec.News zu sagen – wo wir
den Customer Value erhöhen. Unser Technologiemagazin
präsentiert zahlreiche Beispiele für unser Bemühen, dem
ersten Unternehmensziel jeden Tag gerecht zu werden.
Ein weiteres Einsatzfeld für unser Know-how und unsere
Lösungen ist der Energiesektor. Wir sind hocherfreut,
dass Herr Diplom-Ingenieur Aloys Wobben, der Gründer
und Geschäftsführer der ENERCON GmbH, in seinem
Gastbeitrag das Thema „Energiewende statt Klimawandel“
aufgreift. Unserem Unternehmensmotto „People – Power
– Partnership“ folgend haben wir mit ENERCON eine seit
langem bestehende Partnerschaft aufgebaut. Dabei ist das
beiderseitige Ziel ganz klar, mit vereinten Kräften die
beste Lösung zu erreichen. Übrigens: Das Foto-Model auf
dieser Doppelseite – ein wesentlicher Bestandteil unserer
Kampagne „harting. Einer fürs Ethernet“ – ist unser Mitarbeiter
Jens Grunwald. Hier schließt sich der Kreis, denn
er betreut gemeinsam mit weiteren Kollegen seit vielen
Jahren ENERCON.
Liebe Leserinnen und Leser, wir bedanken uns für Ihre
langjährige Treue, sei es als Kunde oder Lieferant, als
Technologiepartner oder Journalist, als Verbandsvertreter
oder einfach als interessierter Leser. Ich persönlich
garantiere Ihnen auch für die Zukunft, dass wir unsere
Ziele mit höchstem Engagement und einem klaren Anspruch
verfolgen, dem Focus: Customer Value.
Viel Freude beim Lesen,
Ihr Dietmar Harting
HARTING tec.News 14-I-2006

t e c .
G a s t b e i t r a g
Aloys Wobben
Energiewende statt Klimawandel
Energie sorgt dafür, dass die Erde sich dreht. Energie lässt aus Ideen Wirklichkeit werden. Energie treibt uns immer
wieder zu neuen Höchstleistungen. Weil Energie so wichtig ist, müssen wir sicher sein, dass uns auch morgen
genug davon zur Verfügung steht. Und wir wollen sicher sein, dass das, was gut für den Menschen ist, auch gut
für die Umwelt ist. Die Windenergienutzung spielt für eine solide Energiezukunft eine wichtige Rolle.
HARTING tec.News 14 (2006)

Dipl.-Ing. Aloys Wobben, Gründer und
Geschäftsführer der ENERCON GmbH
Dipl.-Ing. Aloys Wobben gründete 1984 das Unternehmen
ENERCON und leitete damit eine ökonomisch-ökologische
Wende auf dem deutschen Windenergie-Markt ein. Wegweisend
für das Unternehmen war 1991 die Entwicklung
und Fertigung der weltweit ersten getriebelosen Windenergie-Anlage.
Dieses bis dahin unbekannte Konzept gab
dem Anspruch des Unternehmens den entscheidenden
Antrieb: Energie für die Welt.
Heute beschäftigt ENERCON weltweit ca. 6.500 Mitarbeiter.
Bislang (Stand 31.12.2005) hat das Unternehmen weltweit
8.764 Windenergieanlagen mit einer Gesamtleistung
von 8.629.740 kW installiert.

Der Energiebedarf steigt weltweit. Neben dem zunehmenden
Verbrauch steigt die Abhängigkeit von Rohstoffimporten
wie Öl, Gas und Uran. Die sich stetig erhöhenden
Rohstoffpreise fördern den kontinuierlichen
Preisanstieg für Energie. Diese Entwicklung wird sich in
Anbetracht der globalen Rohstoffverknappung in einem
rasanten Tempo fortsetzen. Drastischer noch, als wir es
heute erleben.
Die ersten Windpioniere haben Mut und Weitsicht bewiesen.
Wurden sie zunächst noch belächelt, so weiß inzwischen
jeder, dass die regenerativen Energien täglich an
Bedeutung gewinnen. Die steigenden Kosten für fossile
Energieträger erinnern uns immer wieder daran.
Klimawandel durch Treibhauseffekt
Die heutige Energieversorgung in Deutschland beruht
zu ca. 60 % auf den Energieträgern Kohle, Erdöl und Erdgas,
die fossilen Kohlenstoff enthalten. Bei ihrer Verbrennung
wird Kohlendioxid freigesetzt, das die natürliche
Bilanz in unserem Klimasystem nachhaltig zerstört.
Die Kohlendioxidemissionen sind neben anderen Schadstoffemissionen
verantwortlich für die Zerstörung des
Schutzschildes (Filtersystems) in der Stratosphäre unserer
Erde mit der Folge, dass bestimmte schädliche
Strahlung (Frequenzen) der Sonne ungehindert zur Biosphäre
gelangen können. Klimatische Veränderungen
(anthropogener Treibhauseffekt), Luftverschmutzungen
und Krankheiten (vorwiegend Krebserkrankungen) resultieren
aus dem defekten Filtersystem.
Allein die Konsequenzen der Erderwärmung sind dramatisch.
Die Zahl der ungewöhnlichen Wetterbedingungen,
die hohe volkswirtschaftliche Schäden verursachen,
nimmt drastisch zu. Die Zahl der großen Naturkatastrophen
ist seit den 60er Jahren auf das Dreifache gestiegen,
wie die Münchner Rückversicherungs AG feststellte. Die
durchschnittlichen Kosten des Klimawandels werden bei
konservativer Schätzung auf weltweit mehr als 50 Mrd. €
pro Jahr beziffert. Global müssen daher alle Nationen zur
Verminderung des Treibhauseffektes beitragen.
HARTING tec.News 14 (2006)

Deutschland ist in der Windindustrie weltweit führend.
Ein Anteil der Windenergie am Stromverbrauch von
inzwischen 6 % belegt ihr enormes Potenzial. Regional
gesehen trägt die Windenergie bereits mit mehr als 50 %
zur Stromversorgung bei. Dies ist ein Beleg dafür, dass
eine sichere Energieversorgung aufgrund intelligenter
und flexibler Windenergietechnologie möglich ist. Voraussetzung
für die weitere Integration der Windenergie
in die Energieversorgungsstruktur ist dabei, dass die
Windparks über entsprechende Kraftwerkseigenschaften
verfügen. Heute gibt es Lösungen sowohl für kritische
Situationen durch Netzkurzschlüsse oder Engpässe als
auch für den Normalbetrieb wie Blindleistungsmanagement
und Spannungsregelung. Das Verhalten von Windparks
wird damit in wichtigen Punkten vergleichbar mit
dem konventioneller Kraftwerke und kann darüber hinaus
in lokalen Netzstrukturen einen zusätzlichen Nutzen
bewirken (siehe Grafik).
In getriebelosen Windenergieanlagen ist der Ringgenerator von zentraler
Bedeutung. Er sorgt für einen nahezu reibungslosen Energiefluss.
Im Bild: Herstellung eines Ringgenerators bei ENERCON.
Gesicherte Stromversorgung
ohne Schadstoffe
Die Windenergienutzung leistet einen erheblichen Beitrag
zur CO 2 -Minderung. Allein durch die weltweit bereits
installierten Windenergie-Anlagen mit ihren fast
60 Gigawatt Nennleistung lassen sich ca. 90 Mio. Tonnen
an CO 2 -Emissionen jährlich einsparen. Die Anlagen können
rund 140 Milliarden Kilowattstunden (kWh) produzieren,
das entspricht etwa einem Prozent des globalen
Strombedarfs.
Neue Energieträger
eine solide Energiezukunft
Der Energieträger Wasserstoff gewinnt in Hinblick auf
die derzeitige Energiesituation immer mehr an Bedeutung.
Beispielsweise wird in der Automobilindustrie mit
Hochdruck an Brennstoffzellen-Antrieben gearbeitet. Bei
der Herstellung von regenerativ erzeugtem Wasserstoff
(Wasser + Elektrizität = Wasserstoff + Sauerstoff) könnte
die Windenergie als maßgeblicher Energielieferant für
die Wasserstoffproduktion genutzt werden. Die Substitution
fossiler und nuklearer Energieträger durch erneuerbare
Energien wird weiter zunehmen, u. a. vor dem
Hintergrund steigender Rohstoffpreise und einer notwendigen
Reduzierung der Abhängigkeit von Rohstoffimporten.
Denn einem steigenden Energiebedarf stehen sich
zunehmend verknappende Ressourcen gegenüber. Der
Jahresertrag einer modernen Multimegawatt-Windenergieanlage
könnte die jährliche Fahrleistung von
fast 1.000 Elektroautos gewährleisten. Daraus ersieht
man, dass die Nutzung der Windenergie zum Antrieb
von Elektroautos in Zukunft eine sehr wichtige Rolle
spielen kann.
Wieder einmal sind die Strompreise zum Jahresbeginn
erhöht worden. Und wieder versuchen die Stromkonzerne,
die regenerativen Energien dafür verantwortlich
zu machen. Dabei beträgt der Kostenanteil der erneuerbaren
Energien gerade einmal 2,7 % am Strompreis.
Verantwortlich ist in Wahrheit eine kräftige Preissteigerung
auf den Rohstoffmärkten der Energieträger. Hinzu
kommt die Mengenverknappung aufgrund einer Vielzahl

ereits heute kostengünstiger als konventionelle Energien.
Die Windenergie ist eine
ausgereifte Spitzentechnologie
und gehört zu den wirtschaftlichsten
erneuerbaren
Energiequellen.
Steuerungselektronik einer Windenergieanlage:
Windnachführung, Blattverstellung und eine ständige Anpassung anderer Anlagenparameter
optimieren bei allen Witterungsverhältnissen den Energieertrag der Anlage.
abgeschalteter Alt-Kraftwerke. Die Ära der Billigproduktion
in alten abgeschriebenen Kraftwerken geht ihrem
Ende entgegen. Die bisherigen Preise für konventionell
erzeugten Strom sind nicht zu halten.
Dabei berücksichtigen die derzeitigen Strompreise weder
die verursachten Schäden an Menschen, Umwelt und
Weltklima noch die Risiken aus dem Anlagenbetrieb
konventioneller Kraftwerke. Werden diese Kosten in die
Strompreiskalkulation einbezogen, ist die Windenergie
Energie muss bezahlbar
bleiben
Auf lange Sicht wird die Verknappung
der Rohstoffe für
eine drastische Preissteigerung
bei den fossilen Energieträgern
sorgen. Die Differenz
zum angeblich zu teuren
Öko-Strom wird sehr schnell
schwinden, denn durch eine
stets weiter entwickelte Technologie
und leistungsfähigere
Windenergieanlagen wird die
Kilowattstunde Windstrom
immer günstiger. Schließlich
zwingt der degressive
Charakter des „Erneuerbare
Energien-Gesetzes (EEG)“ zu
laufenden Innovationen. Die
Stromgestehungskosten für
Windenergie haben sich im
letzten Jahrzehnt mehr als
halbiert und werden auch zukünftig
weiter sinken.
Eine besondere Bedeutung
hat in dem Zusammenhang
die weitere Effizienzsteigerung bei den Windenergieanlagen.
Der Windenergieanlagenhersteller ENERCON
geht dabei mit gutem Beispiel voran. Exemplarisch für
die technologische Innovationskraft ist eine im Jahr
2004 eingeführte neue Rotorblattgeometrie, welche die
Ertragswerte signifikant erhöht, die Schallemissionen
verringert und die auf die Windenergieanlage einwirkenden
Lasten reduziert. Auch die aktuellen Turmhöhen
von über 100 m sind ein Beispiel für den technologischen
Fortschritt, der zur Effizienzsteigerung führt. Eine pa-
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HARTING tec.News 14 (2006)

Umspannwerk
Servicezentrale
DFÜ
ENERCON
Leittechnik
EVU (P,Q)
••
EVU
Netz
Netztechnik: Windparks verhalten sich heute wie konventionelle Kraftwerke. So gibt es Lösungen sowohl für kritische Situationen
(Netzkurzschlüsse oder Engpässe) als auch für den Normalbetrieb (Blindleistungsmanagement und Spannungsregelung).
tentierte Sturmregelung sorgt für eine Verfügbarkeit der
Windenergieanlagen selbst bei Windgeschwindigkeiten
von mehr als 25 m/s, also rund 90 km/h. Die Anlagen
reduzieren bei Sturmböen kontrolliert ihre Leistung und
bleiben am Netz, statt sich abzuschalten. Ertragsverluste
gerade an Standorten mit böigen und starken Winden
werden auf diese Weise vermieden und die Stromnetze
entlastet.
Neue Multimegawatt-Anlagen erzeugen an einem Tag
so viel Strom wie eine Windenergieanlage im Jahr 1990
in einem ganzen Jahr. Hieran wird das enorme Tempo
der technischen Entwicklung in dieser jungen Industriebranche
deutlich. Die neuen Großanlagen bieten viel versprechende
Perspektiven. Sie ermöglichen eine bessere
Ausnutzung der knapp werdenden Aufstellungsflächen
und geben dem Repowering – also dem Austausch älterer,
kleinerer Anlagen durch Anlagen der Megawattklasse
– neue Impulse.
Die positive Entwicklung der Windenergie in Deutschland
wird im Ausland aufmerksam verfolgt. Ein Exportanteil
der deutschen Windindustrie von bereits über
50 % an der Wertschöpfung im Jahr 2004 belegt das zu-
nehmende Interesse anderer Länder an der deutschen
Windenergietechnologie.
Essenzielle Voraussetzung
für die Menschheit
Das Erscheinungsbild der weltweiten Energieversorgung
wird sich in den kommenden 20 Jahren noch deutlicher
verändern als in den vorangegangenen. Gemeinsam
müssen wir diese Energiewende positiv gestalten. Die
regenerativen Energien stehen dabei vor einer großen
Herausforderung. Ihnen kommt beim Ausbau einer zukunftsfähigen
Energieversorgung eine hohe Verantwortung
zu. Eine nachhaltige Energieversorgung ist eine
essenzielle Voraussetzung für die Menschheit. Auf die
intensive Nutzung der Windenergie in Kombination mit
anderen regenerativen Energien und Elektrizitätsspeichern
kann nicht verzichtet werden, darüber müssen wir
uns im Klaren sein. Und genau das sollte unser aller
Antrieb sein – für eine Energiewende statt eines Klimawandels.
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t e c .
P a r t n e r s c h a f t
Joachim de Boer & Jens Grunwald
Schleifring-Powerverbindung für ENERCON auf neuen
Wegen: 100 A und 200 A modular verbunden
Der Wettbewerb bei der Herstellung von Windenergieanlagen hat in der letzten Dekade eine bemerkenswerte
Innovationsrate wie auch ein beachtliches Spektrum von Serienprodukten hervorgebracht. Herausragend hierbei
war insbesondere die Leistungssteigerung der Anlagen, die führende Hersteller wie ENERCON bis heute erreichen
konnten. Gleichzeitig setzt ENERCON mit seinem Angebot an Windenergieanlagen hohe Maßstäbe für die Umsetzung
einer Serienproduktion. Aufbauend auf einem modularen Windenergieanlagendesign lassen sich kontinuierlich
Neu- bzw. Weiterentwicklung und die Ansprüche an die Qualität der laufenden Produktion harmonisieren.
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HARTING tec.News 14 (2006)

Das Design der Modulbauweise selbst und die zugehörige
Definition der Verbindungs- und Interfacelösungen
ändern sich dann, wenn eine neue Seriengeneration an
den Start geht. Vorgaben für eine Leistungssteigerung
wie auch der Wunsch nach kompakteren und flexibleren
Lösungen gehen dabei insbesondere an die Adresse
der Hersteller von elektrischer Verbindungstechnik.
harting bietet solche Connectivity in der Ausführung
industriegerechter Technologie, die neben dem qualifizierten
Serieneinsatz bei ENERCON ebenfalls mit Neuund
Weiterentwicklungen gezielt den Designprozess des
Kunden begleiten und unterstützen soll.
200 A-Moduls für das Steckverbindersystem Han-Modular®.
Ausgehend von dem vormals maximal übertragbaren
Strom von 100 A gibt es im modularen Steckverbindersystem
Han-Modular somit mehr Flexibilität in der
Kombination von Power- und Datenübertragung. Der Anschluss
des 200 A-Moduls erfolgt über die bewährte Axialschraubtechnik,
die ohne teures Spezialwerkzeug einen
erstaunlich schnellen und mehrfach wiederholbaren
Anschluss ermöglicht. Weiterhin wird hierbei ebenfalls
die Schock- und Vibrationsbeständigkeit sichergestellt
und der Einsatz von Standardkabeln mit großen Querschnitten
möglich.
Dem Ziel von ENERCON, durch Windkraft „Energie für
die Welt“ bereitzustellen, fühlt auch harting sich verpflichtet.
Dies wird sowohl in der harting-Vision „Wir
wollen die Zukunft mit Technologien für Menschen zu
gestalten“ , als auch bei der harting-Philosophie „Die
ökologische Verantwortung ist grundlegender Bestandteil
unseres Handelns“ deutlich.
Im Applikationsbereich der elektrischen Schleifringe zeigen
sich sehr schnell die Vorteile einer Modulbauweise.
Auch wenn die Hersteller solcher Systeme ständig an der
Verlängerung der Lebensdauer arbeiten, muss dennoch
im Wartungsprogramm einer Windenergieanlage der
Austausch von Schleifringen generell eingeplant werden.
Die Verwendung elektrischer Steckverbinder entspricht
dabei einer Interfacedefinition, die für Tests und schließlich
für Installationsarbeiten im Feld eine „Plug-and-
Play“-Funktionalität der Schleifringe eröffnet. Schleifringkörper
dienen zur Übertragung von Leistungs- und
Steuersignalen zwischen Stator und Rotor.
Schleifringkörper einer Windenergieanlage
Joachim de Boer
Entwicklung
ENERCON GmbH
Die Diskussion möglicher technischer Verbesserungen
einer Connectivity-Lösung für die Schleifringe der
E 70/E 82 führte insbesondere zur Neuentwicklung des
Jens Grunwald
Sales Manager Area Sales Management
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
jens.grunwald@HARTING.com
13

t e c .
Connectivity & Networks
Andreas Huhmann
Automation IT von HARTING
Automation IT ist die Realisierung von nur einem gemeinsamen Kommunikationsnetzwerk auf Ethernet-Basis
für den Office-Bereich und für die Fertigung. Die Automatisierung tritt damit in ein nächsthöheres Stadium ein,
was Qualität, Durchlaufzeiten und Flexibilität betrifft. Darüber freut sich hauptsächlich das Topmanagement
produzierender Unternehmen, aber auch für Netzwerkplaner und Automatisierer eröffnen sich viele Vorteile und
neue Anwendungsfelder.
14
HARTING tec.News 14 (2006)

Office IT
Switch
Outlet
Automation IT Netzwerk-Topologie
LINIE/RING STERN Schaltschrank Schaltschrank HYBRIDE LINIE
Spannungsversorgung – 24 Volt
Automation IT Netzwerk-Komponenten
IP67 Switch
In-Between Switch
IP30 Switch
Schaltschrank
Schaltschrank
Automation Devices
SPS Drive PC HMI
Roboter/Modul I/O Device
EQP: Equipment
TO/AO: Telecommunication Outlet/Aparatus Outlet Active
Network Component (Switch) Security Module
EQP: Equipment TO/AO: Telecommunication Outlet/Aparatus Outlet
Active Network Component (Switch)
Security Modul
Abb. 1: Systemlandschaft Automation IT
Durch den längst überfälligen „ungefilterten“ Einzug
der IT in die Fertigung wird die Durchgängigkeit der
Kommunikation vom Office bis an die Maschine möglich.
Denn Automatisierungs- und Office-Applikationen
stehen auf einer gemeinsamen Kommunikationsbasis.
Ohne künstliche Grenzen, wie zum Beispiel Gateways.
Wie zukünftige Automation IT-Netzwerke aussehen,
zeigt das Unternehmen harting und profiliert sich damit
als innovativer Netzwerkspezialist.
Automation IT heisst: ein Netzwerk für alles
Mit Automation IT werden Netzwerke zusammengefasst,
die in industriellen Applikationen bisher nebeneinander
am Feldbus betrieben werden. Also spezielle Netzwerke
für Antriebslösungen, für Sicherheitsapplikationen
oder für die MES-Integration (MES = Manufacturing
Execution System). Als integrative Brücke verbinden
MES-Systeme die Auftragsbearbeitung der ERP-Ebene
(ERP = Enterprise Ressource Planning) mit den
Steuerungssystemen der Produktionswelt. So entsteht
auf Basis des Ethernets das universelle gemeinsame
Netzwerk für die Office-Welt und für die Produktion.
Einfach, schnell und sicher:
ein Netzwerk Automation IT
Entscheidend für die Funktionalität des Kommunikationsnetzwerks
sind die aktiven und passiven Komponenten.
Deren Einsatz leitet sich aus der Vernetzungstopolo-
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HARTING tec.News 14 (2006)

Office IT
Switch
Outlet
Automation IT Netzwerk-Topologie
LINIE/RING STERN Schaltschrank Schaltschrank HYBRIDE LINIE
Aktive Netzwerkkomponenten
Spannungsversorgung – 24 Volt
Automation IT Netzwerk-Komponenten
IP67 Switch
In-Between Switch
IP30 Switch
Schaltschrank
Schaltschrank
Automation Devices
Dezentral
IP67
In-Between IP
IP67 & IP30
Zentral/
Dezentral IP30
Abb. 3: Bauformen von Netzwerkkomponenten
SPS Drive PC HMI
Roboter/Modul I/O Device
EQP: Equipment
TO/AO: Telecommunication Outlet/Aparatus Outlet Active
Network Component (Switch)
ohne Systembruch. Um dafür eine Vernetzung innerhalb
von Modulen und zwischen Modulen sicherzustellen,
werden Netzwerkkomponenten für die unterschiedlichen
Installationsphilosophien benötigt.
Abb. 2: Industrielle Netzwerktopologien
gie ab. So ist zum Beispiel ein IT-Switch optimal an die
Sternverkabelung angepasst. Gerade die Sterntopologie
verdeutlicht die Grundsituation bei der Office-Applikation.
Hier befinden sich viele ähnlich gestaltete Arbeitsplätze
in unmittelbarer Nachbarschaft.
Auch in der Fertigung leiten sich die Industrietopologien
aus der Anwendung, dem automatisierungstechnischen
Aufbau einer Produktionseinheit, ab. Stellvertretend ist
hier die Fördertechnik, wo Antriebe zumeist in einer Linie
hintereinander geschaltet werden. Das Netzwerk für
die Kommunikation folgt dieser Topologie. Eine Vorverkabelung
wie im Büro ist dabei in der Regel nicht möglich,
da das Netzwerk zum Anlagenmodul gehört. Dieses
Modul wiederum wird bei einem Lieferanten gefertigt
und getestet. Die Integration ins Netzwerk findet dann in
der Halle statt, idealerweise vollständig transparent und
Dezentraler Aufbau in Schutzart IP67
Für die einfache Installation eines dezentralen Automatisierungskonzeptes
bieten sich IP67-Baugruppen an.
Diese sind ohne ein separates Gehäuse direkt im Industrieumfeld
einsetzbar. Der IP67-Aufbau erlaubt damit
äußerst flexibel die Realisierung der vorgegebenen Topologie
wie z. B. der Linien- oder Ringtopologie.
In-Between-Switches
in Schutzart IP67 und IP30
Das In-Between-Konzept wird in besonderer Weise der
Integration von Schaltschränken in Netzwerke gerecht.
Es ermöglicht den Ethernet-Anschluss in Schutzart IP67
und im IP30-Bereich innerhalb des Schaltschrankes. Somit
steht der In-Between-Switch zwischen der Automatisierungsapplikation
und dem Netzwerk. PROFINET- und
Managementfunktionen sind voll integrierbar.
Dezentraler oder zentraler Aufbau
mit IP30-Switches
Der IP30-Switch wird zur sternförmigen Vernetzung von
Maschinen eingesetzt. Er stellt in seiner ungemanagten
Bauform einen Konsolidationspunkt zur Übergabe von
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400 V
24 V
Ethernet
Informationen in das Netzwerk dar. IP30-Switches zeichnen
sich durch eine einfache Montage auf der Hutschiene
aus. Dies ist der Befestigungsstandard für Geräte im
Schaltschrank.
Industrielle Switches werden immer
wichtiger
Im ersten Ethernet-Migrationschritt ging man vor wenigen
Jahren davon aus, dass in einer Industrieumgebung
aktive Netzkomponenten in erster Linie eine Diagnose
vor Ort brauchen und ohne erweiterte Managementfunktionen
auskommen können. Heute herrscht Konsens darüber,
dass ein wesentlich größerer Managementumfang
benötigt wird.
Demnach ist in der Industrie das Management von Switches
notwendig, um eine sichere Funktion sowohl der
Automatisierungsapplikationen als auch der IT-Applikationen
zu administrieren.
Hallenverteiler
IT-
Netzwerk
Abb. 4: Separate Netzwerke für IT und Automation
Für welche Applikation welcher Managementumfang
sinnvoll ist, richtet sich nicht nur nach der Applikation,
sondern nach dem Umfeld, in das eine Automatisierungsapplikation
eingebettet wird. So kann ein separates Netzwerk,
ohne vertikale Integration oder über eine Firewall
gesichert, auch mit ungemanagten Switches realisiert
Automatisierungs-
Netzwerk
werden. Diese Netzwerke werden jedoch
zumeist nicht zur Automatisierung, sondern
zur Betriebsdatenerfassung genutzt.
Damit bleibt beim Switch unterhalb einer
Firewall nur noch die Funktion der Mehrfachsteckdose,
deren Ausfall nicht zu Produktionsstillständen
führt. Switches mit
diesem Funktionsumfang sind folglich nur
sehr eingeschränkt verwendbar. Dennoch
werden diese einfachen Switches oftmals
auch für Automatisierungsapplikationen
vorgeschlagen, wobei Einfachheit mit Benutzerfreundlichkeit
gleichgesetzt wird.
Auch wird von einer Feldbusapplikation
ausgegangen, bei der Sternkoppler, die in
der Netztopologie vergleichbar mit Switches
sind, nur sehr vereinzelt eingesetzt
wurden.
Bei einem geswitchten Ethernet sieht die Situation anders
aus. Hier ist eine stärkere logische Segmentierung
gefragt, die mit ungemanagten Switches nicht möglich
ist. Hilfreich ist auch eine zentrale Diagnose über ein
Netzwerkmanagement-Tool, um vorausschauend die Verfügbarkeit
des Netzwerkes sicherzustellen.
harting-Switches mit Managementfunktion unterstützen
die IT durch SNMP und gleichzeitig die Automatisierung
durch integrierte spezifische „Feldbus“-Funktionen, die
z.B. im PROFINET-Umfeld verwendet werden. So kann
ein Switch gleich doppelt sichtbar werden, im Diagnose-
Tool ebenso wie in der Netzwerkadministration.
Hohe Funktionalität und zeitgemässer
Komfort: Switches für jede Anwendung
1. Unmanaged Switches sind neben dem Standard Ethernet
auf Layer 2 mit einer PROFINET und Ethernet-IP-
Grundfunktionalität ausgestattet.
2. SmartCon, ein System, das dem Anwender neue komfortablere
und umfangreiche Möglichkeiten beim
Konfigurieren von unmanaged Ethernet-Switches ermöglicht.
Folgende Features werden durch SmartCon
jetzt konfigurierbar:
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HARTING tec.News 14 (2006)

• Portpriorisierung
• Auto-negotiation pro Port
• Multicast Filtering pro Port
• Full-/Halb-Duplex pro Port
• Parallel-Redundanz
• Port-Abschaltung pro Port
• Meldekontakt Aktivierung
pro Port
• 10 oder 100 Mbit/s pro Port
3. Managed Switches besitzen neben
dem üblichen SNPM basierten Managementumfang
ein einfach über
einen Browser zu bedienendes
Web-based-Management.
4. Managed Plus Switches besitzen
neben SNMP-Management erweiterte
Funktionen wie die PROFI-
NET-I/O-Funktion oder aber das
für Ethernet IPgenutzte IGMP-
Snooping.
Automation IT übertrifft
gängige Standards
Die internationale Standardisierung
für die passive Infrastruktur geht – oberflächlich betrachtet
– den Weg der physikalischen Trennung der
Netzwerke für Automation und IT.
Die Automatisierung wird als Automation-Island innerhalb
der Industriegebäudevernetzung beschrieben. Das
Industriegebäudenetzwerk, welches durch die Standardisierung
ISO/IEC 24702 festgelegt ist, befindet sich außerhalb
dieses Islands. Die Welt innerhalb des Islands
wird durch die IEC 61918 dargestellt. Betrachtet man
aber diese Normentwürfe genauer, so erkennt man, dass
beide Normen auch ein universelles Netzwerk ermöglichen.
Mit der harting PushPull-Steckverbinderfamilie
wird der generische Standard der ISO/IEC 24702 ebenso
wie der PROFINET-Standard der IEC 61918 abgedeckt.
Auf Basis dieser Steckverbinderfamilie kann dann ein
Abb. 5: Industrielle Applikation
universelles Automation IT-Netzwerk aufgebaut werden.
Erst diese Verschmelzung der Netzwerke, auch als
Konvergenz bezeichnet, bringt die erwarteten positiven
Synergien und damit den Nutzen für den Anwender. Sie
erfordert aber zwingend die Abdeckung von Anforderungen
aus dem IT- sowie dem Automatisierungsumfeld.
Mit dem Anspruch „Einer fürs Ethernet“ wird harting
dem gerecht und stellt die erforderlichen Automation IT-
Produkte bereit.
Andreas Huhmann
Leiter Market Management
Division Industrial Communication & Power Networks
HARTING Electric GmbH & Co. KG
andreas.huhmann@HARTING.com
19

t e c .
Connectivity & Networks
Jürgen Bösch & Claus Kleedörfer
Auf der faseroptischen Übertragungsstrecke unterwegs
M12 microFX komplettiert Produktspektrum
Dezentralisierung, stetig wachsendes Informationsaufkommen und die Vernetzung der IT-Infrastruktur mit der
Fertigungsebene sind wesentliche Trends der Gegenwart und der nahen Zukunft im Umfeld der industriellen
Automatisierungstechnik. Ethernet hat vor diesem Hintergrund in den vergangenen fünf Jahren einen signifikanten
Anteil an den installierten Kommunikationsknoten erobern können.
Neben der dominierenden elektrischen Datenübertragung
ist es aufgrund der Übertragungsentfernungen
und des störbehafteten industriellen Umfeldes notwendig,
auf alternative Übertragungsmedien auszuweichen.
Die faseroptische Datenübertragung bietet hier mit den
entsprechenden Schnittstellen entscheidende Vorteile.
Diese Schnittstellen sind bei Netzwerkinfrastrukturkomponenten
für die Büroumgebung bereits als Standard
etabliert, für industrielle Applikationen fehlten bisher
geeignete Varianten mit dem hier erforderlichen hohen
Schutz gegen Umwelteinflüsse. Nur elektrische Schnittstellen
erfüllten die Anforderungen gemäß IP65/67.
Mit dem neuen M12 microFX ist jetzt erstmals eine aktive
optische Schnittstelle mit den Abmessungen der bewährten
elektrischen M12-Steckverbinder verfügbar, die
auch diesen Forderungen Rechnung trägt.
Optische Datenübertragungsstrecken
Die Schlüsselkomponenten einer optischen Datenübertragungsstrecke
sind der aktive elektro-optische Wandler
(Transceiver), der passive faseroptische Steckverbinder
und optional eine Kupplungseinheit, die zwei Steckverbinder
passiv miteinander verbindet. Abhängig von der
geforderten Übertragungsentfernung kommen verschiedene
Arten von Lichtwellenleitern zum Einsatz, die ihrerseits
aufgrund spezifischer Eigenschaften der Fasern
unterschiedliche Transceiverbausteine erfordern.
Mit dem System M12 microFX deckt harting das komplette
Produktspektrum für eine faseroptische Übertragungsstrecke
ab.
Produktspektrum
Im Einzelnen besteht das System aus:
• Transceivern mit einer Wellenlänge von 650 nm für
Kunststofffasern und kurze Übertragungsstrecken
• Transceivern mit einer Wellenlänge von 1300 nm für
Multi- und Singlemode-Glasfasern und mittlere sowie
lange Übertragungsentfernungen
• Steckverbindern für Kunststofffasern mit zwei zusätzlich
integrierten elektrischen Kontakten
• Steckverbindern für Singlemode- und Multimode-Glasfasern
mit zwei zusätzlich integrierten elektrischen
Kontakten
• passiven Kupplungen und Wanddurchführungen
Identische Schnittstellen
Für den Anbieter von Automatisierungsgeräten bietet
M12 microFX den signifikanten Vorteil, dass sich Gehäuse
von Geräten mit optischen Schnittstellen nicht von denen
mit elektrischen Schnittstellen unterscheiden, da die
Abmessungen beider M12-Ausführungen identisch sind.
Kosten durch eine notwendige Diversifikation lassen sich
einsparen. Durch die beiden integrierten elektrischen
Kontakte unterstützt das System auch den Gedanken
hybrid ausgeführter Applikationen in der Automatisierungstechnik.
Der Anwender des M12 microFX profitiert davon, dass er
für die Terminierung der Fasern durch die Verwendung
von Standardferrulen auf handelsübliche Werkzeuge zurückgreifen
kann.
20
HARTING tec.News 14 (2006)

Fazit
harting ergänzt mit dem M12 microFX die bestehenden
Steckverbinder-Lösungen im Bereich faseroptischer Datenübertragung
um eine zukunftsweisende Rundsteckverbindertechnologie,
die weltweit einen neuen Maßstab
im Bereich Connectivity & Networks setzt. Im Feld der
Automation IT kann der Anwender aus dem Portfolio der
harting Technologiegruppe die für seine Anwendung
optimale Lösung auswählen – beginnend bei reinen
Steckverbinderkomponenten über passive und aktive
Netzwerkkomponenten bis hin zur kompletten Systemverkabelung.
M12 microFX
M12 microFX
Jürgen Bösch
Product Manager
HARTING Electric GmbH & Co. KG
juergen.boesch@HARTING.com
Claus Kleedörfer
Director Strategic Markets
HARTING Electric GmbH & Co. KG
claus.kleedoerfer@HARTING.com
21

t e c .
Connectivity & Networks
Andreas Huhmann & Hartmut Schwettmann
Steckverbinderlösungen für das
PROFINET-Installationskonzept
Anforderungen der „Automation Initiative of German Domestic Automobile
Manufacturers (AIDA)“ werden berücksichtigt
harting hat bei der PROFINET-Installation die führende Rolle in der PNO (Profibus-Nutzer-Organisation). Da
ein neuer Standard für die Installation im Bereich der Automobilproduktion notwendig wird, ist harting bei der
Definition von Installationskonzepten wieder vorne mit dabei. In einer Kooperation mit Phoenix Contact entstehen
Lösungen in enger Abstimmung mit dem Anwender aus der Automobilproduktion. Diese Lösungen sind in einem
Zusammenhang mit dem durch Ethernet eingeleiteten Paradigmenwechsel in der Industrie zu sehen, denn das
Ethernet stößt in industriellen Applikationen auf neue Herausforderungen.
Im Gebäude sind die datentechnische Verkabelung und
die klassische Elektroinstallation noch voneinander getrennt.
Die Konvergenz der Netzwerke beschränkt sich
zumeist auf die Kommunikation, z. B. Telekommunikation
und IT-Dienste.
Ganz im Gegensatz dazu verhält es sich mit der Automatisierung.
Diese ist der Gebäudeverkabelung bereits
voraus, denn in der Automatisierung gehören die klassischen
Lebensadern zur Versorgung von Geräten immer
zusammen. Diese sind die Kommunikation über einen
Feldbus oder Ethernet, die 24 V zur Spannungsversorgung
der Teilnehmer und zur Aktorversorgung sowie
die 400 V für Antriebe und andere Geräte mit hoher
Leistung.
Für harting stellen neue Systemlösungen für die drei
Lebensadern im Bereich Connectivity sowie auch
bei Netzwerken das Rückgrat der Automatisierung dar.
Hauptaugenmerk gilt dabei der Definition der passiven
Netzwerkinfrastruktur für alle Lebensadern.
Die Aspekte, die die passive Netzwerkinfrastruktur betreffen,
sind zusammengefasst:
1. Berücksichtigung aller für Anwendungen in der Automobilproduktion
relevanten Lebensadern der Automatisierung
(Kommunikation, 24 V, 400 V)
2. Berücksichtigung aller sinnvollen Topologien (vor
allem Linie und Ring)
3. Berücksichtigung von Installationsaspekten (die einfache
Vor-Ort-Konfektionierung)
Es wurden Rahmenbedingungen definiert, die zum einen
die Anwendungsfreundlichkeit der Feldbussysteme
22
HARTING tec.News 14 (2006)

ewahren und zum anderen die zusätzlichen Vorteile
durch Ethernet aufgreifen.
Systemlandschaft für Ethernet
und 24 V-Spannungsversorgung
Industrietopologien leiten sich in erster Linie aus dem
automatisierungstechnischen Aufbau einer Produktionseinheit
ab. Ein Aufbau mit mehreren Hierarchiestufen
ermöglicht eine Segmentierung, die zu autark arbeitenden
Einzelzellen führt. Diese können im Störungsfall
unabhängig weiterarbeiten. Innerhalb einer Automatisierungszelle
hat sich ein modularer Aufbau durchgesetzt.
Einzelne Funktionsbaugruppen werden auf diese Weise
zu komplexen Anlagen zusammengestellt. Dieser Trend
setzt sich innerhalb von Einzelmaschinen fort. Im Fall
der Erweiterung werden zusätzliche Module ergänzt. Das
ist besonders in Montage-Bereichen (z. B. in der Automobilproduktion)
notwendig, da dort die Infrastruktur bei
Abb. 1: Lebensadern der Automatisierung
23

zu definieren, der den schnellen Zugang zum weltweiten
Ethernet-Netzwerk sichert. Hier hat die
harting Technologiegruppe den Standard
gesetzt, der sowohl dem IT-Spezialisten die
erwartete Performance und RJ45-Kompatibilität
als auch dem Automatisierer die einfache
Anschlusstechnik sowie Robustheit und IP-
Schutzart bietet.
Abb. 2: Einheitliche PROFINET-Topologie für Kommunikation
und 24 V-Spannungsversorgung
Modellwechseln entsprechend den Erfordernissen der
Anlage neu angepasst werden muss.
Eine Kernforderung des neuen PROFINET-Konzeptes
ist die Möglichkeit, Geräte auch im laufenden Betrieb
des Gesamtnetzwerkes einzeln zu tauschen. Dies führt
datentechnisch zu einer Ringredundanz und ermöglicht
das Weiterarbeiten aller Ringteilnehmer, auch wenn ein
Teilnehmer dieses Rings entfernt wird. Allerdings muss
hierbei die Spannungsversorgung der Geräte ebenfalls
berücksichtigt werden. Würde diese in einer Linientopologie
ohne eine vom Gerät getrennte Weiterschleifung
vernetzt, wäre beim Gerätetausch der Rest der Linie abgetrennt.
Es besteht daher die Forderung, dass alle Teilnehmer
über ein separates T-Stück versorgt werden. So
ist der Austausch einzelner Geräte ohne den Stillstand
des Gesamtnetzwerkes möglich.
Passive Netzkomponenten
Zunächst ist ein Steckverbinder für die Kommunikation
Durch unterschiedliche Vernetzungsphilosophien
in der Industrie ist ein Spektrum
an Steckverbinderlösungen für PROFINET
IP67-Applikationen entstanden, das vom M12
bis zum IP67 RJ45 reicht. In der Schutzart IP20 wird
einheitlich für die Twisted Pair-Verkabelung der RJ45
eingesetzt.
Die deutschen Automobilhersteller sehen die Notwendigkeit
der Rückwärtskompatibilität zum RJ45. Bei der
optischen Datenübertragung besteht im IP20-Bereich
keine einheitliche Lösung. Im Office-Umfeld ist der LC-
Steckverbinder am weitesten verbreitet, wogegen in der
industriellen Applikation oftmals der SCRJ-Steckverbinder
herangezogen wird, der rückwärtskompatibel zum
SC-Steckverbinder ist.
HARTING-PROFINET-Steckverbinder-Lösungen
Han® PushPull S RJ45 und Han® PushPull S LC
Der genormte Steckverbinder wurde in der Norm für
die generische Industriegebäudeverkabelung ISO/IEC
24702 sowohl elektrisch für den RJ45 als auch optisch
für den LC herangezogen. Der Steckverbinder verfügt
über einen einfach bedienbaren PushPull-Verriegelungsmechanismus.
Die Automobilproduktion verwendet den
24
HARTING tec.News 14 (2006)

Abb. 3: Han PushPull S RJ45
Abb. 4: Han PushPull RJ45. PROFINET-konformer PushPull-
Steckverbinder für die Automobilproduktion (Kommunikation)
SC als optischen Steckverbinder. Dieser ist ohne Kompatibilitätseinschränkung
in die Variante Han PushPull S
nicht zu integrieren, da er im Steckgesicht größer als der
RJ45 oder der LC ist. Für die Variante steht überdies auch
ein Einsatz für die Spannungsversorgung zur Verfügung.
Damit stellt die Variante den Standard für alle Geräte dar,
die stark durch die Office IT geprägt sind.
Han® PushPull RJ45 und Han® PushPull SCRJ
(Automobilproduktion-konform)
Diese Variante ist besonders für die Rahmenbedingungen
in der Automobilproduktion entstanden und
wird daher in Kunststoff und Metall für extremste Umgebungsbedingungen
im automobilen Fertigungsumfeld
realisiert. Aufgrund der EMV wird vielfach eine optische
Datenübertragung auf Basis der 1 mm-Kunststofffaser,
die vor Ort konfektioniert werden kann, eingesetzt. Dies
wird durch die Integration des SCRJ-Steckverbinder erreicht.
In Bereichen der Industrie, für die SCRJ-Kompatibilität
benötigt wird, ist diese Variante zu bevorzugen.
Die IP67-PushPull-Steckverbinder greifen somit die unterschiedlichen
Installationsphilosophien auf und stellen
ein wichtiges Bindeglied zwischen Automation- und IT-
Netzen dar.
M12
Der M12 ist universell für die Verkabelung in der Feldebene
einsetzbar, da alle relevanten Organisationen sich
hier auf die genormte D-Kodierung festgelegt haben. Der
M12 ist aber durch die Beschränkung auf vier Kontakte
auch auf Fast-Ethernet-Applikationen limitiert. Seine Robustheit
hat er in Jahrzehnten in der Industrie unter Beweis
gestellt. Des Weiteren steht mit dem MicroFX eine
optische Lösung zur Verfügung.
25

Abb. 5: PROFINET-konformer M12 Abb. 6: Han PushPull L Power 4/0
Han® PushPull L Power 4/0
Der nächste Schritt ist die Definition des 24 V-Steckverbinders,
die für die Automobilproduktion wieder auf
Basis des PushPull-Konzeptes erfolgte. Ergänzend zum
Steckverbinder wurde ein T-Stück definiert, das ein Trennen
der Geräte ohne Unterbrechung der Linie ermöglicht.
Der PushPull-Steckverbinder enthält einen vierpoligen
Einsatz plus Funktionserde. Hier können mittels feldkonfektionierbarer
Federkraftanschlusstechnik bis zu fünf
Leiter angeschlossen werden. Der maximale Leiterquerschnitt
beträgt 2,5 mm 2 . Der Steckverbinder ist ausgelegt
für eine Stromtragfähigkeit von 16 A.
Handhabung die Linientopologie und bietet eine Alternative
zur Nutzung zweier Steckverbinder. Abgerundet
wird dieses Konzept zukünftig durch eine auf dem
SCRJ-Steckverbinder basierende optische Version. Der
Steckverbinder ist ausgelegt für eine Stromtragfähigkeit
von 16 A bei 24 V.
Hybrider Steckverbinder
Alternativ wird auch eine hybride Verkabelung eingesetzt,
bei der das standardisierte Steckgesicht auf dem
bewährten Industriegehäuse 3A basiert. Durch das 3A-
Gehäuse wird die Integration weiterer Funktionen in den
Steckverbinder ermöglicht. PROFINET hat sich hier zur
Integration weiterer Kontakte für die 24 V-Spannungsversorgung
entschieden. Dieses als hybrid bezeichnete
Installationskonzept unterstützt durch äußerst einfache
Abb. 7: PROFINET-konformer Hybridsteckverbinder
(Ethernet und 24 V-Spannungsversorgung)
26
HARTING tec.News 14 (2006)

Zukünftige
Entwicklung
Ethernet wird erst dann eine
leistungsfähige Kommunikationsbasis,
wenn das universelle
Kommunikationsnetzwerk
auf alle Lebensadern
vervollständigt wird. Neben
der Festlegung der Steckverbinder
kommt der Definition
der gesamten passiven Netzwerkinfrastruktur
aus Systemsicht
eine entscheidende
Rolle zu. Diese Aufgabe hat
die PNO für die Kommunikation,
nachlesbar in Installation
Guideline PROFINET,
gelöst. Für die 24 V-Spannungsversorgung
ist die Arbeit
aufgenommen worden.
Die Lebensadern für Kommunikation und 24 V können
einen Großteil der Automatisierungsgeräte versorgen.
Für die Vernetzung von 400 V bestehen bereits Konzepte,
die in Projekten der Automobilproduktion erfolgreich
eingesetzt werden. Durch die gemeinsame Festlegung
kann auf einen Standard zurückgegriffen werden, der
breite Akzeptanz findet.
Teilnehmer mit 400 V-Anschluss können entweder direkt
über T-Stücke oder alternativ über eine Stichleitung, der
so genannten „Trunkline“, versorgt werden. Auch hier
wird harting den Standard setzen.
Abb. 8: Topologie des 400 V-Power Bus
Andreas Huhmann
Leiter Market Management
Division Industrial Communication & Power Networks
HARTING Electric GmbH & Co. KG
andreas.huhmann@HARTING.com
Hartmut Schwettmann
Director Marketing & Engineering
HARTING Electric GmbH & Co. KG
hartmut.schwettmann@HARTING.com
27

t e c .
P a r t n e r s c h a f t
28
HARTING tec.News 14 (2006)

Jens Grunwald & Udo Schoss
Connectivity-Lösungen nach Maß
Wertschöpfungspartnerschaften bringen enge und vernetzte Zusammenarbeit
Der wachsende Automatisierungsgrad, die stetige Miniaturisierung von Bauteilen in der Elektroindustrie sowie
das Ziel der Optimierung der Verkabelungsstruktur von Maschinen, Anlagen und Geräten bringen immer höhere
Anforderungen mit sich.
Der wachsende modulare Aufbau und die Vernetzung
von allen elektronischen Komponenten führte zu ganzheitlichen
Systemlösungen in der Industrie. Diese Entwicklung
brachte bei harting ein Nachdenken über neue
Wege zur Steigerung der Geräte- und Anlagenverfügbarkeit,
das Bestehen im internationalen Wettbewerb, das
Generieren weiterer Wachstumschancen und zur Kostenoptimierung
von Bauelementen mit sich.
Basierend auf diesen Überlegungen setzt die Technologiegruppe
seit einigen Jahren auf die Umsetzung von
kundenspezifischen Systemlösungen und Subsystemen.
Best Costumer Solution
Der ganzheitliche Ansatz des Kundenwunsches steht
im Mittelpunkt. Es werden nicht nur Produkte für den
Kunden in den Märkten, sondern Systemlösungen, „Best
Customer Solution”, umgesetzt. Dabei geht es nicht nur
darum, die Fertigung der durch Outsourcing betroffenen
Produkte zu übernehmen, sondern auch z. B. bestehende
Verkabelungsstrukturen zu verbessern und
Engineeringarbeit zu leisten. Damit sollen die Übertragungsmodalitäten
von Signalen (Feldbussysteme) und
Power-Leitungen (Versorgungsspannung) technisch optimiert
und Kosten eingespart werden.
Der Kunde wird bereits in der Entwicklungsphase begleitet,
um mit umfangreichem „Connectivity Engineering”
die für ihn beste Lösung zu erarbeiten. Bei zahlreichen
Projekten hat harting bereits diverse Systemlösungen
in enger Zusammenarbeit mit den Kunden, dem Außendienst
und der Systemabteilung erarbeitet und erfolgreich
umgesetzt. Beispielhaft werden hier drei kundenspezifische
Systemlösungen vorgestellt.
Kundenspezifische Lösungen
Anschlussbox
Bei der Anschlussbox sollte in kompakter Bauweise
eine steckbare Lösung zum Anschluss einer dezentralen
Steuereinheit mit dem Plug-and-Play-Gedanken entwickelt
werden. Zahlreiche erforderliche elektronische
Anschlüsse wurden durch den Kunden vorgegeben. Die
Aufgabe für harting bestand darin, unter Einhaltung
entsprechender Normen die geeigneten Steckverbinder
für die Systemlösung auszuwählen. Dabei sollten Standardteile
zur Anwendung kommen und nur in Ausnahmefällen
spezielle Komponenten entwickelt werden. Des
Weiteren musste ein kompaktes Gehäuse nach dem Konzept
einer Packaging-Lösung erarbeitet werden, in dem
alle geforderten Anschlussmöglichkeiten in Form von
Steckverbindern eindesignt werden sollten. Die Vorgaben
für die Lösung lauteten: leicht zugänglich, übersichtlich
und mit ansprechendem Design. Darüber hinaus musste
die speziell entwickelte Anschlusseinheit an die vom
Kunden entwickelte elektronische Steuereinheit mechanisch
und elektrisch angepasst werden.
Um dies zu gewährleisten, wurden CAD-Arbeitsplätze
eingesetzt. Die 3D-Daten der Steckverbinder, der elektronischen
Anschlusseinheit des Kunden und der
internen Verdrahtung mussten zu einer ganzheitlichen
29

verfahren gefertigt. Aus diesem
Grundgehäuse können in einem
hochmodernen CNC-Bearbeitungszentrum
unterschiedliche
Steckverbinderkonfigurationen
eingebracht werden. Nach anschließender
Oberflächenveredlung
erfolgte eine mit dem
Kunden abgestimmte Pulverlackierung.
Anschlussbox für dezentrale Motorsteuerung
Systemlösung verschmelzen. Die Anschlussbox wurde
im Vorfeld im 3D-Format entwickelt. Die 3D-Zeichnungen
dienten zur Erkennung und Optimierung der
noch fehlenden und zu entwickelnden Produkte sowie
zur Abstimmung mit dem Kunden. Auf Basis dieser
3D-Daten wurden die Gehäuse der A-Box im Aluguss-
Verkabelung einer
Windenergieanlage
Bei einem anderen Projekt sollte
die elektronische Verkabelung
einer kompletten Windenergieanlage
nach dem Lösungsansatz
„Plug-and-Play” erfolgen. Auf
Basis der technischen Anforderungen
wurden diverse Schnittstellen
definiert und daraus
Stücklisten für die elektronische
Verkabelung generiert. Darin fanden nicht nur die Steckverbinder,
sondern auch die Systemkabel für Energieund
Datenübertragung durch Definition der zu konfektionierenden
Leitungen ihren Niederschlag. Ebenfalls
waren spezielle – auf die Anforderungen des Projektes
zugeschnittene – Lösungen in der Gehäusetechnik ge-
Schaltschrank einer Windenergieanlage
Netintegrator-Ansicht: vier serielle Schnittstellen
30
HARTING tec.News 14 (2006)

Netintegrator-Ansicht: vier Ethernetports
fragt, die gleichzeitig den besonderen und hohen Umwelteinflüssen
einer solchen Anlage gerecht werden.
Datenübertragung für die Steuerung
einer Produktionsmaschine
Für die Datenübertragung zur Steuerung einer kompakten
Produktionsmaschine wurde der Netintegrator
entwickelt. Zunächst wurden dazu die Anforderungen
des Kunden für die Entwicklung einer kompakten Fast
Ethernetverbindungsbox aufgenommen. Die Problemstellung
war einen umschaltbaren Fast Ethernet-Switch
10/100 Mbps mit vier Fast Ethernet-Ports, vier Com-Ports
und mit vier seriellen Schnittstellen zu
entwickeln. Der Netintegrator sollte die
Umsetzung jeglicher serieller Schnittstellen
(RS232/RS422/RS485) auf Ethernet
ermöglichen. Diese sollten im Stand-alone-
Betrieb oder im PC-Modus von bis zu 255
seriellen Schnittstellen durch einfache
Konfigurationssoftware im Ethernet-Netzwerk
erweiterbar sein.
Nachdem die technischen Randbedingungen
mit dem Kunden abgestimmt waren,
erfolgte die Realisierung. Schaltungsentwicklung,
Platinenauslegung mit Routing
der Leiterbahnen, Platinenfertigung
und Bestückung, Gehäuseauslegung und
Fertigung desselben sowie Softwareentwicklung,
Zusammenbau mit Funktionsprüfung und
abschließender EMV- und CE-Prüfung.
Der kompakt gebaute Netintegrator vereint verschiedenste
harting-Technologien wie Steckverbinder,
Platinen und Software sowie das robuste Metallgehäuse
mit Oberflächenveredlung.
Fazit
Die aufgezeigten Beispiele verdeutlichen, dass die
harting Technologiegruppe nicht nur als maßgeblicher
Partner für Connectivity-Systemlösungen anerkannt ist
und sich im Markt erfolgreich behauptet hat, sondern
auch als treibender Innovationspartner für neue Technologien
in diesem Bereich gilt.
Jens Grunwald
Sales Manager Area Sales Management
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
jens.grunwald@HARTING.com
Netintegrator-Innenansicht
Udo Schoss
Manager Value Added Business
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
udo.schoss@HARTING.com
31

t e c .
I n t e r n a t i o n a l
Lubomir Kousal, Josef Schuster, Tomas Ledvina
HC Modular 350 A-Steckverbinder wird weltweit
in Fahrmotoren für Oberleitungsbusse verwendet
Jeder, der schon einmal versucht hat, eine Reparatur im Motorraum seines PKW vorzunehmen, hat sich vielleicht
über die schwere Zugänglichkeit und den Platzmangel beim Arbeiten geärgert. Und was würde erst der Wartungsmechaniker
eines Fahrmotors dazu sagen? Wenn Ausgangskabel auf dem Motor- oder einem Anschlussblock befestigt
sind und entfernt werden sollen, müssen sie vom Anschlussblock demontiert werden oder der Motor muss
mitsamt der Kabel aus dem Fahrzeug ausgebaut werden. Das kostet Zeit, Arbeit und Geld. Außerdem besteht bei
dieser Vorgehensweise die erhöhte Gefahr, dass Kabel beschädigt werden. Der Arbeitsvorgang erfolgt an einer
schwer zugänglichen Stelle und birgt das Risiko von Fehlern und Qualitätsmängeln.
32
HARTING tec.News 14 (2006)

Die Mitarbeiter bei SKODA Pilsen, dem weltbekannten
Hersteller von Oberleitungsbussen, haben lange nach einer
Lösung gesucht, weil Steckverbindungen für solch
hohe Stromstärken nicht erhältlich waren. Diese Situation
änderte sich, als harting die HC-Serie mit Kontakten
für 350 A und für 650 A mit Axial- bzw. Schraubanschlüssen
einführte.
Die Hauptvorteile sind: Schnelle und fehlerfreie Montage
und Demontage der Stromversorgung für den Fahrmotor,
vereinfachte Konstruktion und Reduzierung von Material-,
Zeit- und Arbeitsaufwand.
Die Entwurfs- und Konstruktionsingenieure von Skoda
Pilsen griffen die neuen Möglichkeiten auf. Dabei setzten
sie die HC-Steckverbinder nicht nur als Verbindungselement
zwischen einem Fahrmotor und seiner Stromquelle
ein, sondern integrierten den Steckverbinder in innovativer
Weise in die Motorkonstruktion und schufen eine
kompakte Einheit. Statorwicklungsanschlüsse werden
direkt an die Buchsenteile eines modularen HC-Steckverbinders
geleitet und angeschlossen, so dass der gesamte
Anschlussblock entfällt.
ML 3444 K/4-Motor für einen NEOPLAN-Oberleitungsbus
mit einem glatten HARTING-Steckeraufsatz rechts
Der erste derartig konstruierte Motor mit einem HC Modular
350 A-Steckverbinder wurde Ende 2004 produziert
und in einen SKODA 24Tr IRISBUS eingebaut, der seinen
Dienst in seiner „Heimatstadt“ Pilsen erfüllt. Die Konstruktion
bewährte sich und 2005 wurden direkt weitere
Oberleitungsbusse für Zlin und Pilsen hergestellt. Die
erfolgreiche Lösung wurde auch auf den Motor für den
Gelenkbus SKODA 25Tr IRISBUS für zwei weitere tschechische
Städte übertragen: Zlin und Ceske Budejovice.
20ML 3550 K/4-Motor während des Einbaus in einen SKODA 24Tr
IRISBUS. Eine Kabelführung mit einem Gegenstück mit
HC Modular 350 A-Axialbuchsen wird am Ende angeschlossen
Am erfolgreichsten sind die direkt an einen HC Modular
350 A-Steckverbinder angeschlossenen Motoren in
NEOPLAN-Oberleitungsbussen. Sechzig Fahrzeuge dieser
Art sind in Boston, USA, im Einsatz. Bei der Hälfte
dieser Busse handelt es sich um Gelenkbusse mit zwei
Skoda-Motoren als Antriebseinheit.
Die Vorteile der in Pilsen „geborenen“ Idee finden soviel
Anklang, dass die Lösung zum Hit des SKODA-Standes
bei einer Messe wurde, die im November 2005 in Dallas,
Texas, stattfand. Es ist das sprichwörtliche I-Tüpfelchen,
das die Hersteller von Oberleitungsbussen und jetzt auch
Straßenbahnen dazu veranlasst, diesen Motor für ihre
Fahrzeuge zu wählen.
Lubomir Kousal
Technical Section, Design Department
Skoda Electric, BU – Traction Motors, Pilsen,
Tschechische Republik
Josef Schuster
Technical Section, Design Department
Skoda Electric, BU – Traction Motors, Pilsen,
Tschechische Republik
Tomas Ledvina
Product Manager EL&EC
HARTING s.r.o., Prag, Tschechische Republik
tomas.ledvina@HARTING.com
33

t e c .
Connectivity & Networks
Markus Witte, Michael Seele
Die Zukunft gestalten
Neue Steckverbinderfamilien für standardisierte
Telekom-Architekturen
Die Telekommunikationsbranche bietet ständig neue
Dienste wie Highspeed-DSL, WiMAX, UMTS, digitales
Mobilfernsehen DVB-H für den Endverbraucher an.
Die damit verbundenen wachsenden Datenvolumina
fordern die Betreiber, in immer kürzeren Zeitabständen
neue, leistungsfähige, zuverlässige, aber auch
kostengünstige Telekommunikationshardware einzusetzen.
Mit den heute meist firmenspezifischen Systemen wird
die Realisierung neuer kostengünstiger Systeme in der
Zukunft immer schwieriger zu erreichen sein. Durch die
Globalisierung und durch starken Wettbewerbs- und Kostendruck
sind die Hersteller solcher Hardware gezwungen,
statt einer eigenen Entwicklung immer mehr externe
Kapazitäten zu nutzen. Standardisierte Systeme, die
eine proprietäre (firmeneigene) Integration ermöglichen,
können mit einer schnellen Entwicklungszeit die Markteinführung
verkürzen und somit schneller Gewinne für
die Unternehmen einbringen.
PICMG-Standardisierungen
Die PCI Industrial Computer Manufacturing Group
(PICMG) ist ein Konsortium von Kunden und Herstellern,
die das Ziel verfolgt, Systeme zu spezifizieren, die
den technischen Wünschen und Anforderungen des
Marktes entsprechen. In diesen Spezifikationen werden
neben der Architektur auch die Schnittstellen zwischen
den Modulen definiert, d. h., dass auch Steckverbinder,
insbesondere Leiterkartenanschluss und Formfaktor,
spezifiziert sind.
34
HARTING tec.News 14 (2006)

Abb. 1: Trend von firmeneigenen zu standardisierten Systemen
Abb. 2: AdvancedTCA Carrier-Modul
Zu der Gruppe der PICMG-Spezifikationen gehören die
Gruppen
• Serie 1.x Passive Backplanes
• Serie 2.x CompactPCI
• Serie 3.x AdvancedTCA® (Advanced Telecom Computing
Architecture)
Mit der Verabschiedung des AdvancedTCA-Standards
sollte diesen Anforderungen Rechnung getragen werden.
Der Standard spezifiziert eine einheitliche Bauform
der Racks, Backplanes und Tochterkarten (Blades) und
legt Protokolle und Systemmanagementfunktionen fest.
Durch die einheitliche Architektur soll die Interoperabilität
der Bausteine verschiedener Hersteller gewährleistet
werden. Dadurch entsteht ein flexibles und kostengünstiges
Hardwaresystem.
Um Modularität und Funktionalität noch weiter zu erhöhen,
wurde die Modulspezifikation AdvancedMC
(Advanced Mezzanine Card) ratifiziert. Diese beschreibt
die Verwendung von Modulen, die über einen speziellen
direkten Steckverbinder parallel mit dem Carrier-Modul
verbunden werden. Direkte Steckverbinder kontaktieren
im Gegensatz zu zweiteiligen direkt mit der Leiterkarte.
Dieses Steckprinzip findet man u. a. in jedem PC.
AdvancedMC bieten den Vorteil, dass Karten während
des Betriebs (hot plug) ausgetauscht werden können.
Durch die direkte Kontaktierung des Steckverbinders
mit der Leiterkarte vermeidet man zusätzliche Störeinflüsse
eines zweiteiligen Verbinders auf das Signalübertragungsverhalten.
Abbildung 2 zeigt ein AdvancedTCA Carrier-Modul. Die
AdvancedMC Module gibt es in vier Baugrößen:
• Einfache Breite, halbe Höhe;
Abmessungen in mm: 73,8 x 13,88 x 181,5
• Einfache Breite, volle Höhe;
Abmessungen in mm: 73,8 x 28,95 x 181,5
• Doppelte Breite, halbe Höhe;
Abmessungen in mm: 148,8 x 13,88 x 181,5
• Doppelte Breite, volle Höhe;
Abmessungen in mm: 148,8 x 28,95 x 181,5
Je nach Modulgrößen, können bis zu 8 AdvancedMC-
Module (einfache Breite, halbe Höhe) in ein Carrier-
Modul gesteckt werden.
Die jüngste Systemalternative, die auf dem Advanced-
MC-Prinzip aufbaut, soll die Kosten für Systemhardware
noch weiter reduzieren. Anstatt Module als Mezzanine-
Karten auf die ATCA-Tochterkarten aufzusetzen, beschreibt
MicroTCA ein Konzept, bei dem das Modul
direkt in eine Backplane gesteckt wird. Dadurch wird
das System deutlich kompakter und preiswerter.
Abb. 3: AdvancedMC-Modul
36
HARTING tec.News 14 (2006)

Abb. 5: Netzwerkarchitektur [Quelle: Lucent]
Ein MicroTCA-System kann in verschiedene Bauformen
implementiert werden. Im Gegensatz zum AdvancedTCAmuss
im MicroTCA-System die Steuerung und Adressierung
der Module von einem MicroTCA Carrier Hub
(MCH) übernommen werden. Beim AdvancedTCA ist
diese Elektronik bereits auf dem Carrier-Modul implementiert.
Abb. 4: MicroTCA Shelf
Während ATCA für Anwendungen mit sehr hohen Kapazitäten
und Leistungsmerkmalen optimiert ist, adressiert
MicroTCA kostenempfindlichere und physikalisch
kleinere Anwendungen mit geringerer Kapazität, Leistungsmerkmalen
und vielleicht weniger strengen Nutzungsanforderungen.
Durch diese Vorteile hinsichtlich der Kosten und der
Baugröße des Systems erweitert MicroTCA das Anwendungsspektrum
auch auf Märkte der Medizintechnik,
der Industrie bis zum Consumer-Markt.
Anwendung von ATCA und MicroTCA
AdvancedTCA unterstützt drahtgebundene, drahtlose
und Breitband-Netzwerkkomponenten. Der Standard ist
auf die Telekommunikation fokussiert und Produkte sind
in den Elementen der Transport-, Kern-, und Zugriffsebene
zu finden.
AdvancedTCA wird hauptsächlich für Switch Fabric
Applikationen eingesetzt. Im AdvancedMC-Standard
gibt es Unterspezifikationen, in welchen folgende
Anwendungen beschrieben sind:
37

Abb. 6: Übertragungspfad zwischen Sender- und Empfänger-Modul
• Typ B+ (zweiseitige Modulkontaktierung
mit 170 Kontaktpunkten)
• Typ AB (einseitige Modulkontaktierung
mit jeweils 85 Kontaktpunkten
für zwei Steckplätze)
• TypA+B+ (einseitige Modulkontaktierung
mit jeweils 170
Kontaktpunkten für zwei Steckplätze)
Ein Carrier-Modul unterstützt
bis zu acht AMC-Module mit vier
A+B+-Steckverbindern. Mit dem
AMC B+-Steckverbinder sind vier
Modulsteckplätze möglich. Aus
heutiger Sicht ist der Typ AMC
B+ am gängigsten, da dieser mit
bis zu vier AdvancedMC-Modulen
pro Carrier Board keine besonde-
AMC.1: PCI Express
re Herausforderung an die Kühlung der Module stellt.
AMC.2: 10 Gigabit Ethernet (10 GE), XAUI
Ferner sind die Module sehr dicht gepackt, so dass es
AMC.3: Storage
von der Bauhöhe noch schwierig ist, zwei Module übereinander
zu AMC.4: Rapid I/O
stapeln.
Für zukünftige Anwendungen werden serielle Datenübertragungsraten
von bis zu 12,5 Gbit/s angestrebt.
Dies stellt hohe Anforderungen an die Signalintegrität
der Steckverbinder. Diese können dabei allerdings nicht
mehr als einzelne Komponente charakterisiert werden,
sondern müssen im Zusammenhang mit dem vollständigen
Übertragungskanal zwischen Sender und Empfänger
betrachtet werden.
Produktgruppen für AdvancedMC
Es gibt verschiedene AdvancedMC-Steckverbindertypen
für ein AdvancedTCA Carrier-Modul, welche je nach Typ
eine unterschiedliche Anzahl von Modulsteckplätzen zulässt:
• Typ B (einseitige Modulkontaktierung mit 85 Kontaktpunkten)
harting entwickelte den einen AdvancedMC-Steckverbinder
in herkömmlicher Einpresstechnik. Im Vergleich
zur Andrucktechnologie reduzierten sich die
Herstellkosten, da man keine flexible Leiterkarte zur
Signalübertragung innerhalb des Steckverbinders benötigt.
Auch die im Standard geforderten hohen Datenübertragungsraten
können erreicht werden. Mittlerweile
wurde der AdvancedMC-Standard der PICMG um weitere
Anschlusstechnologien, unter anderem auch um die
Einpresstechnik, ergänzt. Aufgrund des Marktbedarfs
wurde der Typ AdvancedMC B+ zuerst gefertigt.
Weiterhin wurde auch für MicroTCA ein Signalsteckverbinder
in Einpresstechnik entwickelt, der aufgrund
seiner exzellenten Übertragungseigenschaften und des
Anschlussbildes (Footprint) mit breiten Leiterbahnentflechtungskanälen
in den MicroTCA-Standard aufgenommen
wurde. Das Footprint des Steckverbinders überzeugt,
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HARTING tec.News 14 (2006)

MicroTCA-Steckverbinder entwickelt hat und ein funktionales
MicroTCA-System mit einem Kunden auf der
Supercomm im Juni 2005 demonstrieren konnte.
Der MicroTCA-Standard ist im Mai 2006 soweit abgeschlossen,
dass die Systeme nach diesem gebaut werden
können.
Abb. 7: AdvancedMC B+-Steckverbinder in Einpresstechnik
weil es dem Backplaneentwickler mehr Freiheitsgrade
bei der Entflechtung gestattet und vollständig mit konventionellen
Durchkontaktierungen auskommt.
Zusammenfassung
harting ist frühzeitig in Standardisierungen mit eingebunden.
Durch pro-aktives Mitwirken mit entsprechenden
Vorschlägen in den Gremien, gelang es in kurzer
Zeit neue Produkte zu entwickeln und zu fertigen.
Ferner gelang es, über das Produkt hinaus mit Partnern
funktionierende MicroTCA-Systeme zu entwickeln.
Mittlerweile sind beide Steckverbinder aus der Serienproduktion
verfügbar, viele Kundenanfragen zu konkreten
Projekten liegen vor.
Abb. 8: Signalsteckverbinder für MicroTCA in Einpresstechnik
Im MicroTCA-System müssen für den MicroTCA Carrier-
Hub bis zu vier AdvancedMC-Steckverbinder Wand an
Wand gesetzt werden, um die notwendige Kontaktanzahl
zum Steuern und Verwalten der AdvancedMC-Module zu
realisieren. Die Spannungsversorgung der Module wird
über einen speziellen Power-Steckverbinder zugeführt.
harting ist der erste Hersteller, der AdvancedMC-Steckverbinder
in Einpresstechnik liefern kann.
Darüber hinaus stellt die Technologiegruppe einen umfassenden
Design-In-Support zur Verfügung, der insbesondere
Berechnungen, Simulationen und Messungen im
Bereich der Signalintegrität umfasst. Weiterhin werden
die Kunden bei Einpresswerkzeugen mit einem umfangreichen
Angebot unterstützt. Die Markteinführung der
Power-Steckverbinder für AdvancedTCA und MicroTCA
ist vorbereitet. Im Sommer sind die ersten Muster verfügbar,
die Serienproduktion beginnt im Sommer 2006.
Abb. 9: VCM- und Power-Steckverbinder in einem MicroTCA Shelf
Abbildung 9 zeigt einen Teil des MicroTCA-Systems,
welches harting auf einem PICMG-Interoperabilitäts-
Workshop im November 2005 in Chicago zur Verfügung
gestellt hat. harting ist das erste Unternehmen, das den
Markus Witte
Senior Design Engineer
Signal Integrity & CAE
HARTING Electronics GmbH & Co. KG
markus.witte@HARTING.com
Michael Seele
Global Product Manager
Metric Connectors
HARTING Electronics GmbH & Co. KG
michael.seele@HARTING.com
39

t e c .
I n t e r n a t i o n a l
Kenichi Kashima
Millimeter-Wellenlänge fördert
Hochgeschwindigkeitskommunikation
Die Hitachi Wireless Broadband Project-Gruppe beschäftigt sich mit der Planung, Entwicklung und Fertigung
sowie dem Vertrieb von Geräten und Systemen, die in den Bereichen Rundfunktechnik, Bildüberwachung und
Mobilfunkkommunikation eingesetzt werden. Die auf Millimeter- und Submillimeter-Wellenlängen basierenden
Hitachi-Produkte wurden auf dem Gebiet der Mobilfunkkommunikation – hauptsächlich für Hochgeschwindigkeitsanwendungen
genutzt. Der Bereich 60 GHz wird überwiegend für den Millimeter-Wellenlängenbereich
verwendet.
Seit dem Jahr 2000 wurden die japanischen Standards
und Regelungen für die Mobilfunkkommunikation überarbeitet,
um Millimeter-Wellenlängen einzusetzen. Diese
neuen Standards und Regelungen haben die Nutzung
des 60 GHz-Frequenzbereichs in Gang gebracht und
damit die drahtlose Massendaten-Kurzübertragung bei
bemerkenswerter Geschwindigkeit ermöglicht. Einige
Anwendungen, die die 60 GHz-Bandbreite nutzen, enthalten
Super-High Speed-Wireless LAN, drahtlose Bildübertragung,
Millimeter-Wellenlängen-Radar sowie
Multiplexverfahren für TV-Sendungen.
VORTEILE/NACHTEILE
Wellen im 60 GHz-Bereich sind wegen der zunehmenden
Dämpfung aufgrund der Luftverhältnisse im Vergleich
zu geringeren Bandbreiten nicht für Fernübertragungen
geeignet. Andererseits wird eine stärkere Ausnutzung
der Frequenzen erreicht, da dieselbe Frequenz im
60 GHz-Bereich in einem Schmalband mehrmals platziert
werden kann. Ein weiterer Vorteil entsteht dadurch, dass
in diesem Bereich nur wenige Störwellen erzeugt werden.
Aufgrund der belegten Bandbreite je Kanal, die immerhin
2,5 GHz ausmacht, ist der Bereich am besten für die Massendaten-Nahübertragung
geeignet. Frequenzen werden
im lizensierten Frequenzbereich von 54,25 bis 59,0 GHz
und im unlizensierten Frequenzbereich von 59,0 bis 66,0
GHz zugewiesen. Beide Frequenzbereiche können für unterschiedliche
Verwendungen gewählt werden.
NEUESTE ENTWICKUNGEN
Hitachi hat Mobilfunkanlagen mit einem 60 GHz-Frequenzbereich
für drahtlose Zugriffssysteme und Super-High
Speed-Wireless LAN-Systeme entwickelt.
Wichtigste Kunden für diese Technik sind Eisenbahnbetreiber
und Telekommunikationsnetzbetreiber. Für
Anwendungen in der Rundfunktechnik wurde ein „Non-
Compression HDTV“ (High Density TV)-Übertragungssystem
entwickelt, das eine Übertragungsrate von 1.500
Mbps erreicht.
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HARTING tec.News 14 (2006)

Millimeter-Wellenlängen-Antenne für elektrische Signale (RJ45 3A)
Millimeter-Wellenlängen-Antenne für optische Signale (PushPull Power)
Die Geräte bieten 10/100 Base-TX-, 1000 Base-SX- sowie
100 Base-T-Schnittstellen. Die Geräte erfüllen außerdem
die Übertragungseigenschaften von SD-SDI (standarddefinition
serial digital interface) und HD-SDI (high-definition
serial digital interface). Somit sind bestehende
Ausrüstungen mit diesen Geräten kompatibel.
Die Übertragungsrate von 100~1000 Mbps eignet sich für
die Übertragung großer Inhaltsvolumen und als Hauptdatenautobahn
in der Mobilfunkkommunikation. Nutzer
wie beispielsweise Eisenbahnbetreiber, Privatunternehmen,
staatliche Institutionen und viele Kommunalverwaltungen
mit jeweils eigenen Kommunikationsnetzen
haben sich bereits für solche Lösungen entschieden. Es
ist davon auszugehen, dass der High-Speed-Mobilfunkmarkt
enorm wachsen wird.
PARTNERSCHAFTEN
Diese Mobilfunkanlagen sind für den Außeneinsatz entwickelt
worden. Die Zuverlässigkeit der Verbindungen
und Komponenten, die den Bedingungen im Freien ausgesetzt
sind, ist dabei von entscheidender Bedeutung. Sie
müssen über viele Jahre staub- und wasserdicht sowie
mechanisch robust sein, um zuverlässig elektrische Verbindungen
zu gewährleisten. Auch der Aspekt geringerer
Montagezeiten vor Ort hat enorme Bedeutung.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, hat sich Hitachi
für harting RJ Industrial Data 3A-Verbindungen mit
UV-geschützten Systemkabeln für die kabelabhängige
Datenkommunikation und harting PushPull-Verbindungsstecker
für die Stromversorgung der jeweiligen
Geräte entschieden.
ZUKÜNFTIGE PROJEKTE
In letzter Zeit wird zunehmend nach Systemen gefragt,
die Rundfunktechnik und Überwachungsbilder mit Mobilfunktechnik
kombinieren. Hitachi will zur Erfüllung
dieser Nachfrage neue Geschäftsaktivitäten entwickeln
und dabei seine umfassenden Erfahrungen und führenden
Technologien in den Bereichen Rundfunktechnik,
Überwachung und Mobilfunkanwendungen bündeln, um
den Bedürfnissen der Kunden gerecht zu werden.
Kenichi Kashima
Wireless Broadband Project Team
Hitachi Kokusai Electric Co., Ltd.
41

t e c .
Connectivity & Networks
Volker Sorhage
Hybride Interface-Lösungen für die drahtlose
Telekom-Infrastruktur der neuesten Generation
Mit der Möglichkeit, über High-Speed-Datennetze immer und überall auf Informationen zugreifen zu
können, wird die drahtlose Breitband-Kommunikation unseren Alltag von Grund auf verändern. Neue
drahtlose Technologien wie WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) eröffnen den
Netzbetreibern neue Geschäftsfelder und den Zugang zu Privat- und Geschäftskunden in Industrie- und
Entwicklungsländern. harting erfüllt mit seinen speziellen Verbindungslösungen die elektrischen und
umweltbedingten Anforderungen weltweit operierender Netzwerkbetreiber und trägt somit einen wichtigen
Teil zur Realisierung der notwendigen Infrastruktur im Außenbereich bei.
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HARTING tec.News 14 (2006)

Es gibt keinen Zweifel: Die Zukunft der Telekommunikation
ist drahtlos, schneller und weiter als man sich
bislang vorstellen konnte. Der Übergang zur drahtlosen
Technologie wurde durch die Internet-Revolution ins Rollen
gebracht. Was ursprünglich nur zum Datenaustausch
gedacht war, hat inzwischen eine weltweite Nachfrage
für jederzeit verfügbare Daten- und Kommunikationslösungen
entfacht. Die Einführung von Wi-Fi-Hotspots ist
dabei erst der Anfang. Mit dem Angebot des mobilen Internetzugangs
ermöglichen Hotspots dem Anwender die
Verbindung innerhalb eines begrenzten Bereichs um den
Zugangspunkt. Obwohl sie damit den bisherigen Internetzugang
erweitern, binden diese Hotspots den Nutzer
an einen festen Ort.
Inzwischen wünschen jedoch viele Anwender einen
mobilen Zugang. Dieser Anspruch wird sich bis hin
zur permanenten Anbindung fortsetzen und damit die
Kommunikationsindustrie deutlich verändern. Deshalb
entwickelt die Telekom-Industrie neue Kommunikationsstandards,
welche die Reichweite von drahtlosen Netzwerken
über den ganzen Globus ausdehnen werden.
In der Erwartung dieser drahtlosen Technologien halten
sich die Netzwerkbetreiber inzwischen sogar mit der
Erweiterung von faseroptischen Netzwerken zurück.
Entwicklungsabteilungen der Telekommunikationsindustrie
fokussieren sich verstärkt auf die Realisierung von
Produkten und Dienstleistungen, welche die drahtlose
Breitband-Kommunikation auf weiter Front ermöglichen
werden.
Drahtlose Breitband-Technologien
im Überblick
Heute besteht die drahtlose High-Speed-Kommunikation
aus einer Reihe von sich überschneidenden Technologien:
Wi-Fi, WiMAX, 3G und Ultra-Wideband (UWB) schaffen
eine globale drahtlose Infrastruktur, welche benötigt
wird, um die High-Speed-Kommunikation und den weltweiten
Internetzugang zu unterstützen.
Während Wi-Fi für isolierte Verbindungsbereiche ideal
ist, sind WiMAX und 3G für die drahtlose Langstrecken-
Infrastruktur gedacht. Aufgrund ihrer unterschiedlichen
Zielsetzungen, werden beide Technologien benötigt.
WiMAX funktioniert am besten für Computerplattformen
wie Laptops, während 3G für mobile Geräte wie PDAs
und Mobiltelefone ideal ist. Im Gegensatz dazu bietet
UWB eine Kurzstreckenverbindung, welche für private
Unterhaltungselektronik oder drahtloses USB genutzt
wird. Jede dieser Technologien ist demnach optimal auf
die unterschiedlichen Anwendungsbereiche angepasst.
WiMAX – Drahtlose Technologie
für die „letzte Meile“
WiMAX ist eine Technologie, die für die drahtlose Breitbandübertragung
entwickelt wurde und basiert auf
dem IEEE 802.16-2004 Standard. Wer heute eine Breitband-Verbindung
benötigt, verbindet sich über eine T1-,
DSL- oder eine Kabel-Modem-Verbindung über eine vorhandene
Leitung. WiMAX, als ein neuer Standard für
drahtlose Point-to-Multipoint-Netzwerke, funktioniert
für die so genannte „letzte Meile“ auf die gleiche Art wie
WiFi-Hotspots für die letzten paar Meter eines Netzwerks
innerhalb eines Gebäudes.
Anwendung Technologie Datenrate Standard Reichweite
WPAN UWB 110 – 480 Mbps IEEE 802.15.3a Bis zu 10 m
WLAN WiFi Bis zu 54 Mbps IEEE 802.11g Bis zu 100 m
WMAN WiMAX Bis zu 75 Mbps IEEE 802.16-2004 Typ. 5 – 10 km
WWAN UMTS/WCDMA Bis zu 2 Mbps 3G Typ. 10 – 15 km
Tabelle: Drahtlose Breitband-Technologien im Überblick
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HARTING tec.News 14 (2006)

Zusätzlich zu den Breitbandverbindungen für die „letzte
Meile“ bietet WiMAX diverse Anwendungsbereiche wie
z. B. Hotspot-Funktionalität, Richtfunkdienste und innerbetriebliche
High Speed-Verbindungen. Prinzipiell hat
WiMAX eine Reichweite von bis zu 50 km.
WiMAX wird in drei Schritten eingeführt: Im ersten
Schritt wird die WiMAX-Technologie nach IEEE 802.16.-
2004 unter Verwendung von Außenantennen eingesetzt,
um bekannte Teilnehmer an einem festen Standort zu
bedienen. Weiterhin werden zusätzlich Innenantennen
miteinbezogen, um den Netzwerkbetreibern die Installation
vor Ort zu vereinfachen. Schritt drei ist für das Jahr
2006 geplant und basiert auf dem IEEE 802.16e Standard.
Vom WiMAX-Forum zertifizierte Hardware für mobile
Netzwerke wird zu diesem Zeitpunkt verfügbar sein.
Dies ermöglicht dem Nutzer, sich innerhalb des Servicebereichs
frei zu bewegen (Roaming) und trotzdem immer
eine bestehende Verbindung zur Verfügung zu haben.
Anforderungen
an die Netzwerk-Infrastruktur
Die neuen Möglichkeiten, Breitbandverbindungen drahtlos
zur Verfügung zu stellen, ohne dabei Kabel in der
Erde zu verlegen, senkt die Installations- und Betriebskosten
dieser Dienste enorm. WiMAX könnte damit eine
wirtschaftlich attraktive Technik darstellen und zwar
vor allem dort, wo die Verlegung oder der Ausbau von
Fernkabeln und Glasfasern mit Breitbandkapazität unerschwinglich
ist. Dies ist z. B. in den heutigen Schwellenländern
der Fall.
In Ländern wie Indien, Mexiko und China, wo die Verkabelungs-Infrastruktur
zurzeit nur unzureichend ausge-
Large Office
Medium Office
Small Office
Home Office
Point to Multipoint
Point to Point
Service Provider
HARTING-Lösungen für drahtlose Netzwerk-Infrastruktur
45

aut ist, könnte WiMAX ein wichtiger Teil des gesamten
Breitband-Datennetzes werden. Ein typisches drahtloses
Point-to-Multipoint-Breitband-System besteht in der Regel
aus zwei Elementen: Der Basisstation und der Endkunden-Empfangseinheit.
Die Basisstation, üblicherweise
als 19 Zoll-Einheit im Innenbereich realisiert, stellt
die wesentliche Verbindung zum Basisnetzwerk her.
Sie nutzt Außenantennen, um Daten zum Endkunden
zu senden und zu empfangen. Sie kommuniziert zudem
mit der rückseitigen Netzwerk-Infrastruktur über drahtlose
Richtfunk-Verbindungen, wodurch aufwändige und
teure drahtgebundene Infrastrukturen komplett vermieden
werden. Zusammen ergibt dies eine hochflexible und
kostengünstige Lösung für die „letzte Meile“. Auf der
Endkundenseite wird die Empfangseinheit üblicherweise
direkt in Endgeräte wie z. B. Laptops integriert.
Ein weiterer wichtiger Erfolgsfaktor für den Aufbau einer
drahtlosen Netzinfrastruktur ist die Netzwerktopologie
und die Installationsorte der Basisstationen und Geräte.
Heutige drahtlose Netze werden üblicherweise in Ballungsräumen
als Mikro- oder Picozellennetz mit kleinen
Reichweiten von nur wenigen hundert Metern bis zu wenigen
Kilometern realisiert.
Anstatt Basisstationen und komplette Netzinfrastruktur
in klimatisierten 19 Zoll-Rechnerräumen im Innenbereich
zur Verfügung zu stellen, wird in Zukunft die
Netzinfrastruktur vermehrt in kleinere Einheiten aufgeteilt
und dezentral installiert. Dabei wird üblicherweise
eine Basisstation in eine kleine kompakte Inneneinheit
und eine aktive intelligente Außeneinheit aufgeteilt. Die
Außeneinheit mit dem Funk-Empfangsteil ist in einem
robusten wassergeschützten Gehäuse verpackt und wird
im Außenbereich in direkter Nähe zur Antenne installiert.
Üblicherweise versorgt die Inneneinheit die Außeneinheit
mit drahtgebundenen Daten und Energie. Das Datenprotokoll
basiert häufig auf Industrie-Standards, wie
z. B. Gigabit Ethernet über Kupfer oder Glasfaser. Basierend
auf diesen Industriestandards können Verbindungslängen
bis zu 100 m in Kupfer und 2000 m in Glas
realisiert werden, was dem Netzwerkbetreiber erlaubt,
seine drahtlose Netzinfrastruktur schnell und flexibel
zu installieren.
Hybride Lösungen für Telekom
Durch die vermehrte Installation von dezentraler Netzwerk-Infrastruktur
wird die Installationszeit, Zuverlässigkeit
und Langlebigkeit unter unterschiedlichsten Umwelteinflüssen
für die Netzwerkbetreiber zum wichtigen
Erfolgsfaktor.
harting unterstützt die Kunden mit Lösungen für „beste
Verbindungen weltweit“, wo immer der Netzwerkbetreiber
seine Systeme installiert. Die Technologiegruppe
bietet eine komplette Verkabelungsarchitektur, die eine
einfache und sichere Installation ermöglicht.
Speziell für diesen Anwendungsfall in der rauen Außenanwendung
wurde eine komplette Steckverbinderfamilie
entwickelt, die auf dem Standard RJ45-Steckverbinder
in Kupfer und dem LC Glasfaser-Steckverbinder beruht.
Damit werden bereits heute Interface-Lösungen für die
zukünftigen dezentralen Geräte in der Telekom-Infrastruktur
angeboten.
Anforderungen an Telekom-Geräte im Außenbereich:
• Basierend auf Industriestandards und Schnittstellen
wie RJ45 oder LC
• Wasser- und staubdicht nach IP67 und IP65
• UV-Sonnenlicht beständig
• Hybride Verkabelungsstrukturen für Daten und
Energie
• Geschirmt für EMV gefährdete Anwendungen
• Korrosionsbeständige Materialien
• Einfache Installation mit Kabellängen bis zu 100 m
für Kupfer und 2000 m für Glasfaser
Verbindungslösungen sind sowohl für die Schutzarten
IP20 und IP65/67 als auch in Metall- oder Kunststoffgehäusen
verfügbar. Es können reine Daten- oder Hybridkabel
eingesetzt werden. Auf der Geräteseite sind
46
HARTING tec.News 14 (2006)

integrierbare Wanddurchführungen oder Kupplungen
erhältlich. Der durchgängige Einsatz von SMD-Komponenten
auf der Geräteseite für Daten und Energie hält die
Herstellkosten gering und erlaubt eine hohe Packungsdichte
in der Applikation.
harting verwendet außerdem die HARAX®-Schnellanschlusstechnik,
mit der der Anwender einen Steckverbinder
ohne Spezialwerkzeuge an ein Kabel anschließen
kann. Das Design der Ethernet-Steckverbinder ermöglicht
einen schnellen und einfachen Anschluss an Ethernet-Geräte
in Daten- oder Hybrid-Netzwerken.
Auf Industriestandards basierende
Hybrid-Schnittstellen
Mit dem RJ-Hybrid-Steckverbinder wurde eine Schnittstellenlösung
für hybride Ethernet-Netze entwickelt,
welche Datenleitungen und Stromversorgung in einem
Steckverbinder vereint. Durch die Geometrie des Steckverbinders
sind Daten- und Stromkontakte jedoch klar
voneinander getrennt. Solche hybriden Verkabelungen
für Telekommunikationsanwendungen ermöglichen eine
signifikante Vereinfachung der Installation und damit
eine Kostenreduzierung für das gesamte System.
Ethernet-Hybrid-Schnittstellen für Telekom-Anwendungen
sind in drei Versionen verfügbar:
Hybrid-Steckverbinder Easy Install RJ45
Unter Verwendung des entsprechenden Category 5-
Hybrid-Kabels mit Datenleitungen in AWG 22 und einer
maximalen Länge von 100 m können bis zu sechs
Steckstellen auf dieser Länge untergebracht werden. Die
komplette Übertragungsstrecke erfüllt eine Performance
der Class D nach ISO/IEC 11801:2002 für 100 Mbit/s
Fast Ethernet. Die Wanddurchführung ist kompatibel
mit Standard-RJ45-Steckverbindern, wodurch Standard-
Patchkabel zu Test- und Servicezwecken verwendet werden
können.
Easy Install RJ45
Die Easy Install-Version der Hybrid-Schnittstelle basiert
auf einem RJ45-Datenmodul, welches in ein neu entwickeltes
Han® 3A-Gehäuse integriert wird. Dieses Gehäuse
ist für die meisten Outdoor-Applikationen geeignet.
Es ist in Kunststoff in den Schutzarten IP65 und IP67
verfügbar.
Mit HARAX-IDC-Technologie kann der Anwender massive
und flexible Datenleitungen in AWG 22 ohne Spezialwerkzeuge
anschließen. Die vier Stromkontakte des
Hybrid-Moduls wurden ebenfalls mit HARAX-Schnellanschlusstechnik
entwickelt und ermöglichen den Anschluss
von 1,5 mm 2 -Leitungen. Sie können mit bis zu
16 A und 48 V belastet werden.
Gigalink RJ45
Der Gigalink RJ45 übertrifft die hohen Anforderungen
der Category 6 nach EIA/TIA 568 B.2.1:2002-06, EN
50173-1:2002 und ISO/IEC 11801:2002-09. Das Category
6 RJ45-Datenmodul wird in das Standard Han 3A-Gehäuse
integriert. Dieses kann für eine Vielzahl von rauen
Außen-Applikationen eingesetzt werden. Das Gehäuse ist
in Kunststoff und Metall verfügbar (Schutzart IP65/67).
Die zwei Kontakte des hybriden Power-Moduls basieren
auf Standard Han® D-Kontakten. Diese ermöglichen den
Einsatz von flexiblen Leitungen bis zu einem Querschnitt
von 2,5 mm 2 und können mit bis 12 A und 250 V AC
belastet werden. Alternativ ist auch ein Energie-Modul
für 48 V DC verfügbar.
47

Der Berührungsschutz der Kontakte sowohl
auf der Kabel- als auch auf der Geräteseite
vereinfacht die Installation, in dem „Daisy-
Chain“-Kabel mit dem gleichen Steckverbinder
an beiden Enden eingesetzt werden können.
Der Gigalink RJ45-Steckverbinder erfüllt
die Standards DIN EN 60950-1 und DIN EN
60950-22 für Sicherheits- und Installationsanforderungen
in der Informationstechnologie.
Zusätzlich zu den elektrischen und
mechanischen Anforderungen, kann der
hybride Gigalink RJ45-Steckverbinder als
vollgeschirmte Metallversion realisiert werden.
Aufgrund der EMV-Eigenschaften ist
diese Version für Bereiche geeignet, die durch
Blitzschlag oder Antennenstrahlung gefährdet
sind.
Hybrid-Steckverbinder Gigalink RJ45
Gigalink Fibre Optic
Die faseroptische Version vereint Energieversorgung
und hohe Datenübertragung. Überall
dort, wo lange Übertragungsstrecken, hohe
Datenraten oder EMV-Anforderungen die
Grenzen einer kupferbasierten Lösung überschreiten,
ist eine IP-geschützte Fibre Optic-
Version die beste Wahl.
Der Gigalink Fibre Optic-Steckverbinder basiert
auf der Gigalink RJ45-Lösung, wobei lediglich
das Datenmodul ersetzt wird.
Hybrid-Steckverbinder Gigalink Fibre Optic
Die Integration des Standard LC-Glasfaser-
Steckverbinders nach IEC 61754-20 erschließt
neue Anwendungsgebiete für faseroptische
Verbindungen in rauen Umgebungen. Das gesamte
System ist robust, vibrationsgeschützt
und erfüllt die Anforderungen nach IP67/65.
Die optischen Multimode-Fasern erlauben
Übertragungsstrecken von bis zu zwei Kilometern,
wobei die Energieadern den begrenzenden
Faktor darstellen. Bei einer in Telekom-
Applikationen typischen Spannung von 48 V
48
HARTING tec.News 14 (2006)

und einigen Ampere Strombelastung, kann z. B. mit
2,5 mm 2 -Kupferleitungen üblicherweise eine Distanz von
mehreren hundert Metern erreicht werden.
Der Gigalink Fibre Optic-Steckverbinder unterstützt
außerdem die gängigen Telekom-Standards wie DIN EN
60950-1 und DIN EN 60950-22 für die Informationstechnologie.
Zubehörteile wie Schutzkappen und Kabelkonfektionen
vervollständigen das Angebot für faseroptische
Hybrid-Lösungen.
Kabel und Leitungen
Auch für eine drahtlose Infrastruktur ist die interne
Verkabelung der Basisstation ein Hauptbestandteil des
Netzwerks. Fehler bei Auswahl und Installation der
Kabel können eine Reihe von Problemen beim Betrieb
der Basisstation nach sich ziehen. Diese reichen von Datenverlust
über temporäre Störungen in Abhängigkeit
von den Wetterverhältnissen bis hin zum kompletten
Ausfall des gesamten Netzwerks. Insbesondere bei Telekom-Infrastrukturumgebungen
sind zuverlässige und
voll funktionsfähige Kabel ein kritischer Faktor bei der
Planung und Implementierung von hochverfügbaren
Netzwerken.
harting bietet eine Auswahl unterschiedlicher Ethernet-
Kabel, die speziell für den rauen Außeneinsatz entwickelt
wurden. Mit Massiv- und Litzenleitern sowie als
Hybrid-Kabel unterstützen diese eine Datenübertragung
nach Category 5 und 6 der ISO/IEC 11801. UV-Beständigkeit,
hohe mechanische Belastbarkeit und halogenfreie
Materialien sind nur einige Voraussetzungen, die an die
Kabel gestellt werden.
Die Kombination von Telekom-Leitungen mit den robusten
Hybrid-Ethernet-Steckverbindern bietet eine
langlebige Systemkabellösung. Mit dem durchgängigen
Einsatz eines modularen Systems sowohl für Steckverbinder
als auch für Systemkabel wird es möglich, eine
große Bandbreite an Applikationen abzudecken. Kundenspezifische
Systemkabel mit Ethernet-Steckverbindern
sind ebenfalls verfügbar.
Fazit
Die Welt der Telekommunikation befindet sich im Wandel
zu drahtlosen Breitbandnetzen. Neue Technologien
für Breitband- und Richtfunknetze ermöglichen Netzbetreibern,
Geschäftskunden und Privatkunden, auf Daten
und Netzdienste zuzugreifen, wann und wo immer sie
wollen. Diese neuen Technologien führen zu einer großen
Vielzahl von dezentralen Geräten für die Infrastruktur
der Netzbetreiber, die vermehrt im Außenbereich in
unterschiedlichsten Umgebungen weltweit installiert
werden.
harting hat speziell für diese Anwendungen eine hybride
Interface-Lösung entwickelt, die auf standardisierten
Schnittstellen wie RJ45 oder LC beruht. Steckverbinder
für einfache Feldkonfektionierung, Gigabit Ethernet
und Glasfaser LC sind ebenso verfügbar wie konfektionierte
Systemkabel und Leitungen. Netzbetreiber und
Gerätehersteller können somit ihre Geräte einfach und
sicher in unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen
installieren.
Hybrid Ethernet-Kabel für den Außeneinsatz
Volker Sorhage
Senior Product Manager
Ethernet & Bus Interface Connectors
HARTING Electronics GmbH & Co. KG
volker.sorhage@HARTING.com
49

t e c .
I n t e r n a t i o n a l
50
HARTING tec.News 14 (2006)

Pushpendra Singh & Andre Beneke
Indien – Ein neues Ziel für HARTING
Wenn heute über schnell wachsende Märkte gesprochen wird, dann gibt es einen herausragenden Akteur von
politisch und wirtschaftlich zunehmender Bedeutung: Indien.
Brigade Road in Bangalore, Indiens Silicon Valley
51

Berufsverkehr in Chennai
Dieses faszinierende
Land,
die größte
Demok rat ie
der Welt mit
über einer
Milliarde Einwohnern,
hat
eine lange Geschichte
und
ist durch eine
großartige Kultur gekennzeichnet. Vor einigen Jahrhunderten
zählte Indien zu den wichtigsten Welthandelszentren.
Seit Anfang der 90er Jahre öffnet Indien im zunehmenden
Maße seinen Markt. Neueste Wachstumsraten
erreichen fast das Niveau Chinas. Mit der letztjährigen
Wachstumsrate von rund 7 % zählt Indien zu den weltweit
am schnellsten wachsenden Volkswirtschaften.
Natürlich ist das Wirtschaftsniveau noch immer relativ
gering, aber nach den Prognosen ist zu erwarten, dass
sich die hohen Wachstumsraten fortsetzen werden und
Indien in Zukunft zu den größten Volkswirtschaften der
Welt zählen könnte.
HARTING India Pvt. Ltd.
Internationale Unternehmen, die in Indien tätig werden,
und besonders auch die indischen Unternehmen vor Ort
haben in zunehmendem Maße Bedarf an Verbindungstechnik-Lösungen.
Damit wir unsere Kunden bestmöglich
unterstützen können, haben wir im letzten Jahr eigene
Aktivitäten in Indien gestartet.
Service wie in anderen Ländern anzubieten. Weiterhin
erhalten unsere Kunden den direkten Zugang zu den
Verbindungstechnik-Lösungen und dem Produktwissen,
das sie von uns erwarten.
Zur Beschleunigung der Entwicklung der Geschäfte von
harting in Indien und zur Stärkung unserer dortigen
Marktpräsenz und unserer Bekanntheit bei den Kunden
ist die Teilnahme an wichtigen Messen von entscheidender
Bedeutung. Im Januar 2006 waren wir bei der
Elecrama in Mumbai und bei der Componex in New Delhi
vertreten. Auch in Zukunft werden wir uns an solchen
wichtigen Veranstaltungen beteiligen.
Ein weiterer bedeutender Faktor für unseren kundenorientierten
Vertriebsansatz sind spezielle Produkt- und
Applikationsschulungen, die wir bei wichtigen Kunden
und Geschäftspartnern durchführen.
harting India konzentriert sich mit Nachdruck auf das
Ziel, die Nachfrage der großen indischen und internationalen
Kunden sowie der kleineren, aber ebenfalls äußerst
geschätzten Partner zu befriedigen. Neben den Direktverkäufen
an Großkunden werden weitere geeignete
Vertriebswege für die große Anzahl kleinerer Kunden
geschaffen, die dazu beitragen, dass sich die Reichweite
von harting in Indien vergrößert.
Die Entdeckung Indiens
Die indische Industrie bietet viele hervorragende Geschäftsmöglichkeiten,
und die Zukunftschancen sind
groß. Heute ist Indien in erster Linie für seine Software-
harting India Pvt. Ltd. eröffnete im
Oktober 2005 ihre Pforten. Von unserer
indischen Zentrale in Chennai aus bedienen
wir unsere Kunden im gesamten
Land. Neben dem indischen Hauptgeschäftssitz
in Chennai ist harting mit
Vertriebsmitarbeitern in Delhi, Mumbai,
Pune und Bangalore aktiv. Durch diese
direkte Präsenz sind wir in der Lage,
in Indien denselben ausgezeichneten
Taj Mahal
52
HARTING tec.News 14 (2006)

ilkonzerne entdecken Indien für
sich. Hyundai, Toyota, Fiat, Skoda,
Qutub Minar, Delhi
Industrie bekannt, die sich in Bangalore und Hyderabad
konzentriert. Fast alle großen internationalen Software-
Häuser unterhalten Software-Zentren in Indien. Mehrere
indische Universitäten zählen zu den besten der Welt.
Dies gilt besonders für das Gebiet der Software-Entwicklung.
Investitionen in das gesamte Eisenbahnnetz erforderlich.
Die indische Regierung hat sich hier für die kommenden
Jahre deutliche Ziele gesetzt. Kürzlich wurde mit einem
neuen Metro Rail-Projekt in New Delhi unter Beweis gestellt,
wie erfolgreich der öffentliche Verkehr in Indien
vorangebracht wird. Dieses Transportkonzept
wird weiter ausgebaut,
Und auch der Servicesektor wächst
weiter – wer hat nicht schon von
Call-Centern in Indien gehört?
und für Hyderabad, Bangalore, Chennai,
Kochi und Mumbai sind bereits
neue Projekte geplant. Zudem wird
auch ein erheblicher Modernisierungsaufwand
Darüber hinaus hat auch der gesamte
industrielle Sektor enorme
bei der vorhandenen
Infrastruktur betrieben.
Zuwachsraten zu verzeichnen.
Man denke beispielsweise an die
beträchtliche indische Textilindustrie
mit vielen großen Herstellern
von Textilmaschinen.
Auch die internationalen Automo-
Last but not least ist auch in der
Telekommunikationsindustrie ein
enormes Wachstum zu erwarten.
Das Mobiltelefon gewinnt immer
mehr an Beliebtheit und wird gleichzeitig
auch für immer größere Bevölkerungsgruppen
zu einer erschwing-
GM und weitere Hersteller betreiben bereits Produktionsstandorte
in Indien. Weitere Investitionen durch Investitionen in die erforderliche Infrastruktur erhöhen,
lichen Anschaffung. Die Mobilnetzbetreiber werden ihre
diese und neue Investoren wie beispielsweise BMW sind um diese Nachfrage befriedigen zu können.
geplant. Die internationalen Akteure konkurrieren mit
den großen indischen Herstellern wie Tata, Mahindra & Alle erwähnten Segmente bieten für harting hervorragende
Möglichkeiten, sich als verlässlicher und innova-
Mahindra, Maruti Udyog oder Hindustan Motors. Nach
den Erwartungen wird das Absatzvolumen für PKW bis tiver Partner auf dem Gebiet von Verbindungstechnik-
2015 das deutsche Volumen bereits überholt haben. Lösungen zu bewähren.
Das Segment der industriellen Automatisierungstechnik
wächst, da die Nachfrage im Bereich der automatisierten India – here we are!
Fertigung rapide zunimmt.
Energiesektor
In Indien besteht ein erheblicher Investitionsbedarf
auf dem Energiesektor. Das Energieversorgungsnetz
ist nicht zuverlässig genug und die indische Regierung
hat deshalb beschlossen, in diesen Sektor erheblich zu
investieren.
Zudem besteht ein umfassender Modernisierungsbedarf
bei der Infrastruktur, insbesondere in den größeren Städten.
Es fehlen öffentliche Verkehrsmittel und zudem sind
Pushpendra Singh
CEO
HARTING (India) Private Limited
pushpendra.singh@HARTING.com
Andre Beneke
Leiter Produktmarketing Connectors
HARTING Electric GmbH & Co. KG
andre.beneke@HARTING.com
53

t e c .
Connectivity & Networks
54
HARTING tec.News 14 (2006)

Martin Ion
HARTING har-bus HM® auf dem Vormarsch
Teamwork in der Technologiegruppe
Der führende britische Hersteller von Telekommunikations-Equipment setzt in seinen Geräten eine Backplane mit
2 mm-Steckverbindern von einem Mitbewerber ein, die von einem großen ebenfalls britischen Backplane-Haus
hergestellt wird. harting war bisher in diesem Projekt nur als Zulieferer der abgewinkelten Federleisten für die
Tochterkarten vertreten.
Eine Herstellkosten-Analyse – durchgeführt von harting
Integrated Solutions (HIS) – ergab, dass diese Baugruppe
wesentlich kostengünstiger hergestellt werden kann,
wenn man den Einsatz einer harting CPM-A-Presse und
des RoBAT Roboter-Backplane-Testers zugrunde legt.
Nach Rücksprache mit dem Hersteller der Leiterplatte,
VIA Systems in China, konnte dem Kunden ein Angebot
für die Lieferung von zunächst zehn Prototypen zum
Preis der späteren Serienausführung (1000 Baugruppen
pro Jahr) unterbreitet werden.
Im Angebot von HIS waren einmalige Entwicklungskosten
(Non-Recurring Engineering – NRE) zur Vorbereitung
der Fertigung der Backplane enthalten. Es wurde
vorgeschlagen, diese Gebühren erst in Rechnung zu stellen,
wenn die Prototypen genehmigt und die Produktionsmengen
bestellt würden. HIS demonstrierte bei einer
Präsentation – unterstützt von einem Spezialisten aus
dem Stammhaus – die harting-Möglichkeiten im Bereich
Signal Integrity & CAE in der Signalsimulation und -validation.
Dieser Termin sollte sich in der späteren Genehmigungsphase
als entscheidend herausstellen.
Abb. 1: HARTING-Backplane für die Nutzung
in Netzwerk-Telekommunikationssystemen des 21. Jahrhunderts
Abb. 2: Test einer 2,5 Gbps-Backplane
55

auf der Backplane vorkommende Datengeschwindigkeit
von 3,125 Gbps beherrschen.
Abb. 3: Testkarte im Einsatz auf einer Backplane
Die Detail-Gespräche ergaben, dass bei der aktuellen
Backplane zeitweise ein Passproblem bei einem Pin
reduzierter Länge bestand. Dieser sollte in einer bestimmten
Position auf 50 % der Backplane-Steckverbinder
aufgebracht werden. Nach Rücksprache innerhalb der
Technologiegruppe schlug HIS die Bereitstellung eines
speziellen HM-Kontaktes zur sicheren Lösung des Problems
vor. Schließlich erhielt HIS den Auftrag über zehn
Prototypen, die kurzfristig geliefert wurden.
Abb. 4: Backplane-Steckverbinder mit verschiedenen
Kontaktlängen inklusive dem längenreduzierten Pin
Mit dem Kunden wurde eine Testspezifikation und -konfiguration
vereinbart, wozu spezielle Plug-In-Module
(Abbildung 5) gefertigt werden mussten. Bereits nach
wenigen Tagen konnten die erforderlichen Tests durchgeführt
werden (Abbildungen 2 & 3).
Die Ergebnisse (Abbildung 6) wurden als Teil eines Gesamtberichts
mit Augendiagrammen sowohl für 2,5 als
auch für 3,125 Gbps über kurze und lange Leiterbahnen
dem Kunden elektronisch zur Verfügung gestellt. Innerhalb
von Stunden lag die vollständige Genehmigung
vor.
Die Impedanz-optimierte 18-Layer-Backplane zeigte in
allen vom Kunden durchgeführten Tests hervorragende
Ergebnisse und wurde
nach einem umfassenden,
vierwöchigen Test genehmigt.
Am Ende galt es
noch nachzuweisen, dass
die HM-Steckverbinder
von harting die 2,5
Gbps und die maximale
Abb. 5: Testkarte
harting Integrated Solutions wurde als bevorzugter Lieferant
für diese Baugruppe eingestuft und erhielt kaum
zwei Wochen später die erste Bestellung für die Serienfertigung.
Nach dieser überzeugenden Teamleistung
konnte harting im November 2005 mit diesem Kunden
einen Vertrag als Lieferpartner für dessen gesamten
Backplane-Bedarf abschließen.
Abb. 6: Augendiagramm – links, kurzes Paar bei 3,125 Gbps – rechts, langes Paar bei 3,125 Gbps
56
HARTING tec.News 14 (2006)

Ein ideales Beispiel für die Wertschöpfungskette
von Harting Integrated Solutions in Aktion
Entwicklung und Fertigung
von Steckverbindern und
Bestückungsmaschinen
Fähigkeit, einen HM-2 mm-Kontakt in reduzierter Länge
schnell und kompetent anbieten, entwickeln und herstellen
zu können
Gesamtsystem-Integration
und Expertenkenntnisse in der
Backplane-Bestückung
Echte ‚Teamleistung’ der Mitarbeiter von UK Electronics
Sales, HIS Sales und HARTING Espelkamp
Backplane-/Systementwicklung,
-simulation und -validierung
Schnelle und professionelle Arbeit von Signal Integrity &
CAE in Espelkamp
Supply Chain Management
Zuhilfenahme eines Lieferanten in China für
äußerst komplexe, 18-Schichten-, impedanzgesteuerte
5,5 mm starke PCB
Bauteil-/Verbindungsstecker-
Montage und Prüfung
Nutzung der eigenen CPM-A-Presse von HARTING und
Möglichkeit, die Pin-Längen auf der Backplane zu prüfen
und zu verifizieren
Vertikale Integration
Könnte der nächste Schritt sein …! Zukünftig das Einbringen
der Backplane in ein Metall-Rack, bestückt mit Lüftern,
Stromversorgung und Verkabelung, ermöglichen.
Komplette Elektronik- und
Funktionstests
Getestet auf dem ROBAT Backplane-Testroboter
Multi Aspect Value Engineering
Ein Kosten sparender Ansatz bei unserer ursprünglichen
Kostenkalkulation, mit dem das erste Interesse an HIS
geweckt werden konnte
Produktverpackung und
-auslieferung
Speziell vom HIS-Projektteam konzipierte Verpackung für
den sicheren Transport dieser großen, starken Backplanes
Martin Ion
Regional Manager
Electronic Division
HARTING Ltd., UK
martin.ion@HARTING.com
57

t e c .
M i k r o t e c h n o l o g i e
Jörg Hehlgans & Detlef Tenhagen
Vernetzte RFID-Transponder
in der automatisierten Produktion
Wie kommt das Bierfass nach dem Befüllen, dem Transport über den Bierverlag und das Gasthaus sicher wieder
zurück an seinen richtigen Platz im Lager? Ein kleiner Transponder macht es möglich. Er liefert die nötigen Informationen
für die perfekte Lagerhaltung.
Bierfass (so genanntes Keg) mit rundem Transponder „HARfid RO“
Simulation eines Transponder-Richtdiagramms
RFID-Anwendungen (Radio Frequency Identification)
in der Transport- und Produktionslogistik verlangen zunehmend
nach hohen Lesereichweiten auch in der Nähe
von Flüssigkeiten und Metallen. Herkömmliche, folienbasierte
RFID-Transponder (Smart Labels) sind hier nicht
geeignet. Mit dem Einsatz von MID-Technologien (MID =
Molded Interconnect Devices) können dreidimensionale
Antennenstrukturen von harting Mitronics realisiert
werden, die als passive Transponder im UHF-Bereich (Ultra
High Frequency) eine Lesereichweite von über fünf
Metern erreichen. Für die Integration im industriellen
Umfeld wird dabei die Anbindung an Ethernet immer
wichtiger. Dazu liefert die harting-Division Industrial
Communication and Power Networks (ICPN) die entsprechende
Infrastruktur zur Vernetzung, inklusive der notwendigen
industriellen Switches und Gateways.
Antennen in 3D-MID
Für passive RFID-Transponder im UHF-Bereich (868
MHz) müssen verkürzte Antennenbauformen mit Richtcharakteristik
eingesetzt werden. Als Antennenprinzipien
kommen z. B. Patch-, Inverted-F- oder Dipol-Antennen
in Frage, die jeweils direkt über einem Reflektor
angeordnet werden.
Herstellverfahren
Ausgesuchte Thermoplaste weisen einen geringen Verlustfaktor
und eine Dielektrizitätskonstante von 3 auf
und ermöglichen Anwendungen bis 180 °C. Der Spritzgusskörper
aus Thermoplast wird mit einer laserstrukturierten
Metallisierung als dreidimensionales Leiterbild
versehen.
58
HARTING tec.News 14 (2006)

Das Umgehäuse des RFID-Transponders ist gleichzeitig
der Schaltungsträger und der RFID-Chip wird mittels
des Flip-Chip-Verfahrens kontaktiert. Durch das Verschließen
der Gehäuse mit Ultraschall-Schweißen können
Schutzarten von IP54 bis IP67 erreicht werden.
„HARfid LT“ Transponder für Ladungsträger und Gitterboxen
Im Einsatz
Die aufgebauten Funktionsmuster mit verschiedenen
Antennenprinzipien zeigen eine hohe Übereinstimmung
mit den Simulationsergebnissen. Die verwendeten Materialien
und Fertigungsprozesse bieten einen großen
Freiraum für Design- und Applikationsanforderungen.
Die Funktion von passiven RFID-Transpondern im
UHF-Bereich konnte nachgewiesen werden und erreicht
Lesereichweiten von ca. sechs Metern. Auch der Einsatz
in Feldversuchen in der Transportlogistik verlief erfolgreich
und wird mit weiteren Varianten fortgesetzt.
Anbindung an die Ethernet-Infrastruktur
Für die erfolgreiche Integration der RFID-Technologie
in bestehende Netzwerke ist die Kompatibilität zur örtlichen
industriellen Ethernet-Netzwerkinfrastruktur von
erheblicher Bedeutung. Hierzu werden die Nutzungsprofile
der entsprechenden Anlagen und RFID-Lesegeräte
analysiert, um eine nahtlose Integration innerhalb der
Logistikkette zu ermöglichen.
Zunächst wird mit Blick auf die anfallenden Datenmengen
bei der Logistikkette und beim Netzwerk-Abschnitt
anhand der Zykluszeit des Lesesystems das entsprechende
Profil erstellt. Dieses wird in der darauf folgenden
Anwendung in Form von standardisierten Datenpaketen
– unter Nutzung des TCP/IP-Netzwerkprotokolls – an die
Logistiksysteme vermittelt.
Für die nahtlose Integration ins Ethernet kann dabei
harting in Zusammenarbeit mit den Herstellern der
Lesesysteme die entsprechenden Infrastrukturkomponenten
anbieten. Die individuelle Konfiguration der Systeme
für die jeweilige Anwendung ist dabei über die
Nutzung des genormten UDP-Protokolls möglich. Somit
ist der Anwender nicht mehr an die umständliche Programmierung
mit speziellen Geräten und proprietären
Lösungen gebunden, sondern kann mit Hilfe eines Stan-
dard-Web-Browsers flexibel agieren und alle für den
RFID-Betrieb erforderlichen Systemparameter einstellen.
Vorhandene RS485/422- und RS232-Systeme lassen sich
dabei einfach durch einen entsprechenden Konverter
direkt integrieren.
Fazit
Lese- und Schreibeinheit mit Ethernet-Schnittstelle
Der Einsatz von harting-Transpondern ermöglicht auch
in der Produktionsautomatisierung eine Vielzahl von Einsatzfällen
von der Prozesskontrolle bis hin zur Abwehr
von Plagiaten im Ersatzteilmanagement. Darüber hinaus
koordiniert harting die Kompatibilität der Systemkomponenten
bei kundenspezifischen Projekten und stellt die
aktive und passive Infrastruktur bis IP67 zur Verfügung.
Jörg Hehlgans
Leiter Marketing und Vertrieb
HARTING Mitronics AG
joerg.hehlgans@harting.com
Detlef Tenhagen
Manager Management & Techn. Transfer Sales
Division Industrial Communication & Power Networks
HARTING Electric GmbH & Co. KG
detlef.tenhagen@HARTING.com
59

t e c .
M i k r o t e c h n o l o g i e
Dr. Jens Krause
MID-Technologie für eine neue Generation von
Drucksensoren
Luft- und Gasdrücke mit immer kompakteren Modulen messen
Die MID-Technologie stellt einen allseits anerkannten Fortschritt auf dem Weg zur funktionalen Integration von
Elektronik dar. Die industrielle Beherrschung der MID-Technologie ermöglicht speziell im Bereich Sensorik ganz
wesentliche Produktvorteile auf der Anwenderseite. Dazu gehören räumliche Integration, 3D-Dimensionalität ohne
Zusatzkosten, hohe Maßpräzision durch Spritzgussprozess, kundenspezifische Lösungen auch für moderate Stückzahlen,
sowie stressarme Montage von sensiblen Bauelementen. Der Laserprozess erlaubt weiterhin Designfreiheit
für Änderungen, und die Folgeumspritzung gewährt ein robustes und kostengünstiges Finish.
Herstellverfahren für ein multifunktionales
Drucksensor-Gehäuse
Das Gehäuse wird als Molded Interconnect Device (MID)
ausgeführt. Das bedeutet, ein Spritzgusskörper aus Thermoplast
wird mit einer strukturierten Metallisierung als
dreidimensionales Leiterbild versehen. Auf diese Weise
wird das Umgehäuse des Sensorelements gleichzeitig
zum Schaltungsträger.
Für die Herstellung des Kunststoffrohlings kommt eine
2K-Mikrospritzgusstechnik zum Einsatz. In einem
Formwerkzeug werden nacheinander zwei Kunststoffkomponenten
verarbeitet. Der Rohling wird mittels einer
chemischen Metallabscheidung beschichtet. Die unterschiedlichen
Eigenschaften der Kunststoffe bewirken
eine selektive Metallisierung. Auf diese Weise entsteht
ein strukturiertes Leiterbild.
Vorteilhaft ist die Möglichkeit, den Musteraufbau in einer
Vielzahl von Varianten zunächst an Handarbeitsplätzen
durchzuführen, während die Serie in gleicher Technologie
auf eine automatisierte Fertigungsstraße verlagert
wird.
Aufbau- und Verbindungstechnik
des Sensor-Chips
Neben den räumlichen Integrationsvorteilen, die durch
den MID-Einsatz ermöglicht werden, ergibt sich ein
zusätzlicher Einspareffekt durch den Wegfall von Ein-
zelteilen gegenüber herkömmlichen Gehäusen. Weitere
Potenziale konnten durch die dreidimensionale Formgebung
des Gehäusekörpers für den Aufbau des Sensorchips
erschlossen werden. Für den Sensorchip wurde
eine Kavität erzeugt, die einen hohen Aufbau des Sensorelements
bei gleichzeitig moderaten Bonddrahtlängen
ermöglicht. Durch den hohen, mehrschichtigen Aufbau
kann das Sensorelement aufwandsarm weitestgehend
von mechanischem und thermischen Stress entkoppelt
werden. Dies ist ein wichtiger Beitrag, um in Bezug auf
Genauigkeit und Vereinfachung der Kalibrierung weitere
Systemvorteile zu erzielen.
Die eingangs genannten Vorteile dieser Aufbau- und
Verbindungstechnik kommen in besonderer Weise zum
Tragen, wenn Gehäuse für Drucksensoren von vornherein
für die Fertigung in MID-Technologie entwickelt
werden.
In Kooperation mit der AktivSensor GmbH, Stahnsdorf,
einem etablierten Anbieter von Drucksensorelementen
und fertigen Sensoren, ist ein solches Designprojekt
durchgeführt worden.
In der Realisierungsphase befindet sich ein Drucksensor
mit MID-Gehäuse, der dem Kunden u. a. folgende
Vorteile bietet. Ein- und dasselbe Gehäuse ist für Absolutund
Differenzdruckmessungen konfigurierbar. Weitere
60
HARTING tec.News 14 (2006)

Varianten werden durch die Bestückung
mit verschiedenen Sensor-ASIC-Kombinationen
ermöglicht. Durch das Design
kann der Musteraufbau in einer Vielzahl
von Varianten zunächst an Handarbeitsplätzen
durchgeführt werden. Die Serienproduktion
ist in gleicher Technologie auf
einer automatisierten Fertigungsstraße
durchführbar. Potenziale in Bezug auf
Genauigkeit und Vereinfachung der Kalibrierung konnten
durch die dreidimensionale Formgebung des Gehäusekörpers
für den Aufbau des Sensorchips erschlossen
werden. Auf der Kosten- und Komplexitätsseite ergeben
sich Einspareffekte durch den Wegfall von Einzelteilen
gegenüber herkömmlichen Gehäusen. Je nach Stückzahl
ist der Kostenanteil für ein MID-Gehäuse deutlich unter
einem Euro anzusetzen. Das Gesamtsystem konnte bei
gleichem Funktionsumfang auf eine Grundfläche von
14 x 11 mm verkleinert werden.
Zusammenfassung
Das Packaging-Konzept eines integrierten Drucksensorgehäuses
erlaubt universelle Anwendungen. Es kann mit
verschiedenen Chip-Sensor-Kombinationen bestückt
werden. Über das Bondschema sind unterschiedliche
Außenbeschaltungen realisierbar. Das Gehäuselayout
unterstützt den Aufbau sowohl für Absolut- als auch für
Differenzdruckmessung. Es entstehen eine Vielzahl von
SMT-fähigen Sensorvarianten, die bei gleichem Formfaktor
und Footprint für unterschiedliche Anwendungen
einsetzbar sind.
Drucksensor in SMT-Bauform
MID-Substrat mit eingebautem Sensorelement
Dr. Jens Krause
Technical Marketing
HARTING Mitronics AG
jens.krause@harting.com
61

t e c .
M i k r o t e c h n o l o g i e
Thomas Heimann
Klein und fein
Miniaturkontaktelemente auf Metallfolienbasis
Die zunehmende Miniaturisierung
von Bauteilen wird in hohem Maße
von der Halbleiter- und Kommunikationsindustrie
vorangetrieben. Bei
vielen neuen Halbleitergenerationen
werden immer größere Funktionsdichten
auf immer kleinerem Bauraum
realisiert. Je feiner die Strukturen
im Inneren der Bauteile werden,
desto höher wird auch der Anspruch
an die mechanischen Komponenten,
die die Verbindung zur Außenwelt
herstellen.
62
HARTING tec.News 14 (2006)

Viele Kontaktierungstechniken (z.B.
Flip Chip, Löten oder Wire Bonding) haben die
Eigenschaft, dass sie nicht wieder lösbar sind. Sie kommen
somit im Serienprozess zum Einsatz und sind für einen
beschädigungsfreien Prüfprozess ungeeignet. Für Testaufbauten bei
der Bauteileprüfung findet die Kontaktierungstechnik mittels Federkraft ihre
Anwendung, da sie problemlos wieder lösbar ist und die empfindlichen Bauteile nicht
beschädigt. harting Applied Technologies hat für eine kundenspezifische Lösung Kontaktfederelemente
entwickelt, die die hohen Anforderungen an den Miniaturisierungsgrad erfüllen.
Anforderungen
Für diese filigranen Kontaktelemente stand eine Grundfläche von 1 x 1 mm und eine Höhe von
nur 0,8 mm zur Verfügung. Die geforderte Federkraft sollte im Bereich von 100 mN liegen und der
Federweg 0,1 – 0,2 mm. Weiterhin sollte es möglich sein, das Federelement mittels der Saugnadel
eines Pick-and-Placers automatisch verarbeiten zu können, um es anschließend durch einen Reflow-
Lötprozess auf einer Platine zu montieren.
63

Saugnadel
Ø 0,3 mm
planare
Fläche
Abb. 2: Simulation der Federkennlinie
Kontaktfeder
Abb. 1: 3D-Entwurf Kontaktelement
1. Schritt – Bauteilgestaltung
Mit diesen Vorgaben wurde eine Form der Feder kreiert,
die eine maximal mögliche Federarmlänge bietet (siehe
Abb. 1). Eine Öffnung im Federarm ermöglicht es der
Saugnadel (Ø = 0,3 mm) des automatischen Bestückers
durchzutauchen und das Bauteil an der planaren Grundfläche
sicher anzusaugen.
2. Schritt – Simulation
Um die geforderten Federkräfte und -wege zu realisieren,
mussten in der Entwicklungsphase verschiedenste Materialien
mit unterschiedlichen Materialdicken betrachtet
werden. Eine besondere Bedeutung kam für die Bauteilauslegung
dabei der Simulation zu. Unter Verwendung
der im 3D-CAD-System erstellten Geometrie wurden mit
Hilfe der Finiten-Elemente-Methode (FEM) Federkennlinien
und Spannungsverläufe simuliert (siehe Abb. 2). Parametrisiert
wurden das E-Modul als charakteristischer
Materialkennwert sowie die Materialstärke.
Abb. 3: gemessene Kennlinien an Prototypen
ausgewählt. Bei dieser Kombination von Werkstoff und
Materialstärke zeigte sich in der Simulation der Federkennlinie
keine plastische Verformung. Dies wurde in
später vorgenommenen Messungen an ersten Prototypen
(siehe Abb. 3) bestätigt.
Dabei wurde festgestellt, dass die Materialstärke für
das Kontaktelement weit unter der bisher verarbeiteten
dünnsten Blechstärke von 0,1 mm liegen würde. Als
Ergebnis der Berechnungen wurde eine Metallfolie aus
Kupfer-Berryllium (CuBe) mit einer Dicke von 30 μm
Abb. 4: Analyse der Spannungsverteilung
64
HARTING tec.News 14 (2006)

Anhand der analysierten Mises-Vergleichsspannungen
(siehe Abb. 4) wurde dann eine entsprechende Materialfestigkeitsklasse
ausgesucht.
aus Kunststoff, sondern aus gut leitfähigem Aluminium
gefertigt (Abb. 7).
3. Schritt – Fertigung & Werkzeugtechnik
Die Zuschnitte wurden über einen Ätzprozess gefertigt
und darauf mit einem Supportstreifen einem mehrstufigen
Biegeprozess unterzogen. Für den Kernprozess
– die Biegung zur Erstellung des Federarms – wurde
ein Präzisionsschwenkbieger (siehe Abb. 5) konstruiert,
der die dünne Metallfolie sicher in die benötigte Endlage
biegt. Aufgrund der geringen Materialstärke und der
engen Artikeltoleranzen darf der Schwenkbieger selbst
nur wenige μm Abweichung aufweisen.
Abb. 6: Ablage in Aluminiumtray
Abb. 5: Präzisionsschwenkbiegemodul
Abb. 7: fertiges Kontaktelement
4. Schritt – Handhabung & Serienfertigung
Aufgrund der angestrebten Stückzahl kam aus Kostengründen
nur ein manueller Fertigungsprozess für die
Kontaktfedern in Betracht. Nachdem die fertig gebogenen
und auf Höhe kalibrierten Kontaktfedern vom
Supportstreifen getrennt wurden, mussten sie in eine
geeignete Transportverpackung abgelegt werden. Dies
geschah durch Trays, aus denen die Federn durch einen
Bauteilebestücker (Pick-and-Placer) automatisch
wieder entnommen werden konnten (siehe Abb. 6). Die
Handhabung und lageorientierte Ablage der nur 0,4 mg
leichten Teile gestaltete sich durch die elektrostatische
Anziehung zunächst schwierig. Nur eine Titanpinzette
konnte die Anhaftung zwischen Bauteil und Pinzette
verhindern. Aus diesem Grund wurden die Trays nicht
Zusammenfassung
Mit der Realisierung der Kontaktelemente konnte
harting Applied Technologies einen weiteren Schritt in
die Welt der Mikroumformung vornehmen. Hierbei konnten
Artikelkonstruktion, Simulation, Werkzeugkonstruktion
und Fertigung als ganzheitlicher Lösungsansatz im
Sinne einer integrierten Produktentwicklung nahtlos
miteinander verknüpft werden.
Thomas Heimann
Projektingenieur
HARTING Applied Technologies GmbH & Co. KG
thomas.heimann@harting.com
65

t e c .
L ö s u n g
Andreas Naß
Ein Meilenstein in der Anschlusstechnologie
Hohe Kontaktpackungsdichten durch radialsymmetrische Federklemme
Ständig wachsende Anforderungen an effiziente Verarbeitung, hohe Zuverlässigkeit, geringe Baugröße sowie die
Lösbarkeit von Kabelanschlüssen begründen die Notwendigkeit neuer Anschlusstechnologien für Steckverbinder.
Han Quick Lock ist eine Anschlusstechnik, die diesem Spannungsfeld gerecht wird.
Betrachtet man die Trends des Marktes, so lassen sich
die Anforderungen an die Connectivity aus den unterschiedlichen
Phasen bei der Herstellung und Errichtung
von Anlagen und Maschinen ableiten. Für Steckverbinder
wird durch die immer kleiner werdenden Maschinenund
Anlagenkomponenten der zur Verfügung stehende
Platz immer geringer. Durch physikalische Randbedingungen
und Normen ist die Gestaltungsfreiheit bei den
zu verwendenden Querschnitten sowie den Luft- und
Kriechstrecken eingeschränkt. Der Bereich des Kabelanschlusses
bietet aber durchaus noch Potenzial zur
Größenreduzierung.
Weitere Anforderungen sind aus der Verwendung und
Konfektionierung der Steckverbinder abzuleiten. Hier ist
entscheidend, wann und wo der Steckverbinder konfektioniert
wird.
Plug-and-Play
„Zeit ist Geld“ – deshalb ist beim Einsatz von Steckverbindern
in der Fabrik hohe Effizienz gefordert. Neben
dem schnellen und sicheren „Plug-and-Play“ wird – je
nach Menge der benötigten Steckverbinder – auch eine
vollständige Automatisierung gefordert.
Trotz einer umfangreichen Qualitätsprüfung können
Probleme entstehen, die eine Wartung oder Konzeptänderung
nach sich ziehen. Hierbei ist es notwendig, dass
der bereits angeschlossene Leiter einfach demontiert und
möglichst ohne spezielles Werkzeug wieder neu angeschlossen
werden kann.
Diese Anforderungen gelten für die effiziente Verarbeitung
in der Fabrik und die einfache Wartung auf der Baustelle
für eine Steckverbindung gleichermaßen. Folglich
muss die Steckverbindung mit zwei unterschiedlichen
Anschlusstechnologien versehen sein. Aus dieser Betrachtung
lässt sich die Spezifikation für eine neue Anschlusstechnologie
ableiten.
Abb. 1: Buchsenkontakt mit Han Quick Lock-Anschluss
Die neue Lösung
Betrachtet man die heute existierenden Anschlusstechnologien
im Vergleich, so bietet der Federkraftanschluss
als lösbare Verbindung eine optimale Performance, was
sein Handling und die Sicherheit des Anschlusses darstellt.
Einziger Nachteil ist der
hohe Platzverbrauch. Dieser ist
in der für Steckverbinder nicht
optimalen Anordnung der Feder begründet.
Damit ist die Aufgabenstellung formuliert. Eine neue Anschlusstechnik
sollte auf dem Federzugprinzip basieren
und eine Steckkompatibilität auch zu hochpoligen Crimpsteckverbindern
ermöglichen.
66
HARTING tec.News 14-I-2006

Abb. 2: Fünfpoliger Powersteckverbinder
mit Han Quick Lock-Anschluss
Beim Han Quick Lock
ist die Feder rund
ausgeführt und umschließt
die Litzen
des Leiters. Das Gegenlager
bildet ein
speziell geformter Dorn, bei dem der notwendige Kontaktdruck
auf einer umlaufenden Kante erzeugt wird.
Über einen Betätiger wird der Anschluss geöffnet. Der
Leiter kann dann ohne Kraftaufwand eingeführt werden.
Hierdurch wird gewährleistet, dass auch dünne Litzen
in den Anschluss eingeführt werden können, ohne dass
sie verbiegen. Durch Herunterdrücken des Betätigers
wird der Leiter fixiert. Der Betätiger schließt bündig mit
dem Steckverbinder ab. Damit ist auch gleichzeitig eine
optische Kontrolle gegeben, dass alle Anschlüsse fixiert
sind. Das Lösen des Leiters erfolgt durch das Zurückziehen
des Betätigers. Danach kann der Leiter
problemlos aus dem Anschluss entfernt werden.
Derselbe Leiter kann mehrfach angeschlossen
werden. Diese Anschlusstechnologie ist extrem
platzsparend. Hierdurch wird es möglich, Steckverbinder-
Typen, die aufgrund ihrer Kontaktdichte nur in Crimptechnologie
realisierbar waren, auch mit einer wieder
lösbaren Anschlusstechnik auszurüsten. Abbildung 2
zeigt einen Steckverbinder mit fünf Kontakten, bei denen
ein Leiterquerschnitt von 2,5 mm 2 angeschlossen werden
kann. Hierbei besteht insbesondere die Möglichkeit,
steckkompatibel zu bereits am Markt etablierten Typen
zu bleiben.
Fazit
Dem Kunden, der bislang die Nachteile der Crimptechnologie
bei der Wartung in Kauf nehmen musste, wird
es ermöglicht, wartungsfreundlichere Steckverbinder
einzusetzen, ohne dass das Design der Anlagen und
Maschinen geändert werden muss.
Andreas Naß
Director Engineering
HARTING Electric GmbH & Co. KG
andreas.nass@HARTING.com
67

t e c .
Q u a l i t ä t
Dr. Georg Staperfeld
Zuverlässigkeitssicherung und Lebensdauer
von elektrischen Kontakten
Eine hohe Sicherheit und Zuverlässigkeit von elektronischen Baugruppen setzt niedrige Ausfallraten der einzelnen
Komponenten und der dazugehörigen Verbindungstechnik und Übertragungssysteme voraus. Der Steckverbinder
als Einzelkomponente soll nicht over-engineered werden, der Anwender erwartet aber bei Anlaufströmen und
Überlast Sicherheitsreserven.
68
HARTING tec.News 14 (2006)

MTBF (Mean time between failure)-, MTTF (Mean
time to failure)-, FIT (Failure in Time)-Fehlerraten
und -Lebensdauern sind Zuverlässigkeitsparameter,
die zunehmend auch für Steckverbinder eingefordert
werden.
Steckverbinderhersteller taten sich in der Vergangenheit
schwer, zu Neuentwicklungen sichere
Zuverlässigkeitsaussagen zu treffen, weil
zum einen die Felderfahrung für innovative neue
Produktideen nicht vorhanden sein kann und zum
anderen die Diversität von Einsatz- und Anwendungsmöglichkeiten
sowie die Lebensdauer der
Produkte im Allgemeinen sehr hoch sind.
Zur Lösung dieses Kernproblems hat harting ein
Verfahren zur Bestimmung der konstruktionsbedingten
ausfallfreien Zeit entwickelt. Die Zeit,
die die natürliche Lebens- bzw. Nutzungsdauer
eines Steckverbinderkontaktes vom Zeitbereich
der Verschleißausfälle abgrenzt. Es nutzt aus, dass die
Lebensdauer dem Arrheniusgesetz folgt und baut auf der
Extrapolation von Labormesswerten auf. Diese Aussage
zur Zuverlässigkeit einer Konstruktion ergänzt sehr
sinnvoll und insbesondere den empirisch, rechnerisch
ermittelten MTTF-Wert.
In einem zweiten Schritt wird ein Verfahren zur Bestimmung
der mittleren Lebensdauer (MTTF) von Steckverbindern
auf der Grundlage physikalischer Ausfallmechanismen
vorgestellt.
Einfluss von Qualität und Entwicklung
auf die Zuverlässigkeit
Die nach dem schwedischen Ingenieur und Mathematiker
Waloddi Weibull benannte Verteilung zur Materialermüdung
und dem Ausfall von elektronischen Bauteilen
gliedert sich in die Bereiche I der Frühausfälle, II der
natürlichen Lebensdauer und III der Verschleißausfälle.
Ein hoher Grad von Frühausfällen weist immer auf einen
schwierigen oder nicht ausgereiften Fertigungsprozess
hin.
Abb. 1: Das Ende der natürlichen Lebens-, bzw. Nutzungsdauer wird in der
Entwicklung und Konstruktion des Produktes festgelegt.
Quelle der Ausfallrate „Badewannenkurve“: Taschenbuch der Zuverlässigkeit
und Sicherheitstechnik, Hanser Verlag.
Die Ausfallrate λ =
1
MTTF im Zeitbereich der natürlichen
Lebens- bzw. Nutzungsdauer wird außer bei konstruktiven
Mängeln maßgeblich durch die Güte und Fähigkeit
des Fertigungsprozesses bestimmt. Bei gegenwärtigen,
hochautomatisierten Herstellungsprozessen tendiert die
Ausfallrate h(t) = λ bei Prozessfähigkeiten für und Produkten
ohne gravierende konstruktive Schwachpunkte
gegen Null h(t) = λ ➝ 0.
Verschleißausfälle beenden den natürlichen Bereich
der Lebensdauer. Der Beginn dieses Zeitbereichs wird
in der Entwicklung und während der Konstruktion des
Produktes festgelegt.
Relaxation des Kontaktdrucks
als physikalischer Grenzwert
Eine sichere Kontaktgabe eines Steckverbinderkontaktes
wird gewährleistet, wenn der Druck σ = F N
A im
Kontaktpunkt den konstruktiven Mindestwert nicht unterschreitet,
so dass Fremdschichten unter Trockenreibbedingungen
sicher durchbrochen werden.
70
HARTING tec.News 14 (2006)

Die
Edelmetallbeschichtung
und Geometrie
des Kontaktsystems
werden in erster
Näherung als feste
Größen angenommen,
so dass die zeitabhängige
Variable auf den
Kontaktdruck die Normalkraft
darstellt. Die
Zuverlässigkeit wird
somit von der Relaxation
des Federkontaktes
über die Zeit
bestimmt.
Bestimmung der
Lebensdauer über das Arrhenius-diagramm
Es gilt, die Frage zu beantworten, nach welcher Zeit und
Kontakttemperatur die Normalkraft des Federkontaktes
noch oberhalb des Mindestwertes liegt.
Die nach dem schwedischen Wissenschaftler und Nobelpreisträger
Svante Arrhenius benannte Funktion
beschreibt Diffusionseigenschaften und lässt sich somit
ideal auf Relaxationsprozesse anwenden.
Abb. 2: Simulation zur Berechnung des Mindestkontaktdruckes in der
Entwicklungsphase
In der Laboruntersuchung
werden die
Prüflinge bei verschiedenen
Temperaturen
gelagert und
die Normalkraft der
Federkontakte über
die Lagerzeit gemessen.
Für die mechanische
Spannung gilt allgemein
σ S
≈ In(t), so
dass die logarithmierte
Darstellung
der gemessenen Federkräfte
Geraden ergeben.
Aus dem Schnittpunkt der extrapolierten Geraden
mit der Mindestnormalkraft kann der Zeitbereich für die
zuverlässige Funktion des Kontaktes abgelesen werden.
Die zuvor ermittelten Zeitwerte für den Zuverlässigkeitsbereich
werden reziprok gegen den Logarithmus der Zeit
in das Arrheniusdiagramm eingetragen.
Hieraus lässt sich jetzt die Zuverlässigkeit der Konstruktion
in Jahren für die Kontakttemperaturen während des
Einsatzes ablesen.
Abb. 3: Normal- bzw. Federkraft als Funktion der Zeit bei den
Auslagerungstemperaturen T= 70 °C, 85 °C, 105 °C und 125 °C
Abb. 4: Extrapolation der Relaxationsmessungen zur
Bestimmung des Zuverlässigkeitsbereiches
71

Reziproker Wert der Temperatur [1/Kelvin]
Beispielsweise ist der Kontakt bei einer kontinuierlichen
Temperaturbelastung im Betrieb von T K
= 110 °C noch
nach t O
= 100 Jahre arbeitsfähig (t O
= die konstruktionsbedingte
ausfallfreie Zeit).
Die Kontakttemperatur T K
ergibt sich aus Strombelastung
und Umgebungstemperatur in der Applikation. Sie lässt
sich mit diesen Eingaben aus dem Diagramm zur Stromtragfähigkeit
entnehmen.
Absicherung des Modells und Bestätigung
des Mindestkontaktdruckes
Zur Bestätigung der konstruktiv bestimmten Mindestnormalkraft
wurden an einem zweiten Los Prüflinge
vor der Belastung mit trockener
Wärme 200 Steckzyklen
durchgeführt.
Im Anschluss an die Relaxationsprüfung,
also
im vorgealterten Zustand,
wurden die Prüflinge
mit 21 Tage Mischgastest
nach IEC 60068-2-60, Vibrationsbelastung
und
Klimafolge belastet. Die
Arrhenius-Diagramm für 16 A Kontakt
Einsatzprofil
Jahre
Abb. 5: Arrhenius-Diagramm aus den experimentell bestimmten Zuverlässigkeitswerten
Virtuelles
Zerlegen
Datenanalyse,
Prognostik
Analyse, Risikokomponenten
Prüfgrößen waren der Durchgangswiderstand
und die Stromtragfähigkeit.
Die Stromtragfähigkeit vermindert sich
gegenüber dem Anfangswert vor der
Wärmelagerung um 5 %, dieses begründet
sich durch den infolge der Relaxation
etwas erhöhten Engewiderstand.
Die ausgewählten Belastungen und
Messungen an den Prüflingen nach
Alterung bestätigen somit den Mindestkontaktdruck
und auch unser Modell
zur Bestimmung der Lebensdauer bzw.
ausfallsfreien Zeit.
Bestimmung der mittleren
Lebensdauer auf der
Grundlage physikalischer
Ausfall-mechanismen
Während wir die Belastungsprüfungen trockene Wärme,
Steckzyklen, Mehrkomponentenindustriegastest,
Klimafolge, Schock und Vibration durchführten, wurden
die physikalischen Ausfallmechanismen Relaxation,
Abrieb und Korrosion als Grundlage des Modells vorausgesetzt.
Temperatur [°C]
Auf dieser Basis lassen sich bei einer ausreichend großen
Stichprobe und unter Kenntnis der Beschleunigungsfaktoren
auch die MTTF-Werte im Prüflabor bestimmen. Die
Stichprobe muss groß genug gewählt sein (mindestens
500 Kontakte), weil die Belastungszeit und -obergrenze
nicht beliebig erweitert werden kann, ohne dass man
Hochlaufabsicherung
Prüfstrategie
Beobachtung
1 2 3 4 5 6 7 8
Abb. 6: Ablauf zum Zuverlässigkeitsmanagement nach VDI 4003 (Entwurf)
Prävention
72
HARTING tec.News 14 (2006)

Ergebnisse aus dem Verschleiß- anstelle des Nutzungsbereiches
erzielt.
Der Korrosionsbelastung durch Mixed Flowing Gases
(MFG) lassen sich wissenschaftlich bestätigte Beschleunigungsfaktoren
zuordnen, die in den 80er Jahren von
W. H. Abbott am Battelle Institute und in den 90ern vom
Swedish Corrosion Institute erarbeitet wurden.
Beide Forschungen bestätigen den Beschleunigungsfaktor
in erster Näherung, dass ein Tag unter MFG-Belastung
einem Jahr in realer Anwendung unter Outdoor-
Bedingungen entspricht.
Für die anderen Belastungen wurden im Automobilbereich
bereits Beschleunigungsfaktoren ermittelt, aber sie
lassen sich auch mit Hilfe der Arrheniusfunktion aus
experimentellen Daten errechnen.
Nach Einbindung der Beschleunigungsfaktoren bestimmt
sich die Ausfallrate für den 16 A-Kontakt unter strengen
Industriegasbedingungen und im Außenbereich vom
Zugwagen auf λ Applikation
= 0,4 FIT und der MTTF-Wert auf
MTTF = 2375 * 10 6 h für den Zeitbereich der natürlichen
Lebens- und Nutzungsdauer mit einem Vertrauensbereich
von 90 %. Der Vertrauensbereich ergibt sich aus
der Anwendung der χ 2 -Funktion.
Bausteine im Zuverlässigkeitsmanagement
harting hat für Merkmale wie Kontaktdruck, Stromtragfähigkeit
und Relaxation auch prognosesichere Simulationsmodelle
entwickelt (siehe tec.News 13). Auf der
Grundlage des Arrheniusmodells kann somit die Zuverlässigkeit
bereits in der Entwicklungsphase sichergestellt
und in das Produkt eindesignt werden.
Diese beiden wichtigen Bausteine zur Zuverlässigkeitsabsicherung
im Prüfwesen und in der Simulationsphase
sind eng miteinander verwoben und fügen sich nahtlos
in das Zuverlässigkeitsmanagement (VDI 4003 – Entwurf)
ein.
Dr. Georg Staperfeld
Senior Manager
Corporate Technology Services
Harting KGaA
georg.staperfeld@harting.com
73

t e c .
L ö s u n g
74
HARTING tec.News 14 (2006)

Hartmuth Schmidt
EMV-Schutz für Kunststoffgehäuse
Lichtbogen-Spritztechnik bringt kostengünstigen EMV-Schutz
Das Metallisieren von kleinen bis sehr großen Kunststoffgehäusen wird jetzt mit einer vollautomatischen,
robotergestützten Beschichtungsanlage kostengünstig möglich. Bei dem neuen Verfahren wird basierend auf der
Lichtbogen-Spritztechnik Zink als Beschichtungsmetall eingesetzt.
Dieses neuartige Verfahren bietet zahlreiche Vorteile. Es
können uneingeschränkt alle heute üblicherweise eingesetzten
Kunststoffe verwendet bzw. beibehalten werden.
Die aufgebrachte Zinkschicht ist extrem robust und
bietet ausgezeichnete Dämpfungswerte. Das Spektrum
der möglichen Anwendungen reicht von Cent-großen
Teilen, über Handyschalen und Monitorgehäuse bis hin
zu Fahrgastkabinen. Der hohe Flexibilitätsgrad der automatisch
arbeitenden Anlage erlaubt auch das Einbringen
von Prototypen und Kleinserien ohne signifikante
Produktivitätseinbuße.
Warum EMV-Schutz?
Damit elektronische Baugruppen und Geräte störungsfrei
funktionieren können, ist ein EMV-Schutz unerlässlich.
Im einfachsten Fall ist dabei die elektronische
Einheit in ein Metallgehäuse eingebettet. Das Metallgehäuse
verhindert sowohl das Ausstrahlen von elektromagnetischen
Wellen als auch das Einstrahlen, welches
zur Funktionsstörung führen könnte. Aus unterschiedlichsten
Gründen wird bei vielen Geräten aber kein Metallgehäuse
eingesetzt, sondern ein Kunststoffkörper.
Kunststoffspritzgießteile lassen sich kostengünstig und
in beliebigem Design herstellen. Sie können allerdings
nach klassisch hergestellter Produktionstechnik keinen
EMV-Schutz leisten, da der isolierende Kunststoffkörper
keine elektrische Störstrahlung ableiten kann.
Um Kunststoffkörper in einen elektrisch leitfähigen Zustand
zu versetzen, gibt es bekannte Verfahren, die allerdings
alle mit Nachteilen behaftet sind. Am weitesten
verbreitet ist das Galvanisieren von Kunststoffkörpern.
Das wohl bekannteste Verfahren setzt allerdings den
Einsatz von ABS als Kunststoffmaterial voraus. Die im
ABS eingelagerten kugelförmigen Elastomere müssen
zunächst chemisch herausgeätzt werden, um die Oberfläche
des Kunststoffkörpers aufzurauen. Erst danach kann
eine ausreichende Verzahnung und Haftfestigkeit mit
der später galvanotechnisch aufgebrachten Metallschicht
erreicht werden.
Maskierungen zur partiellen Beschichtung sind recht
aufwändig. Metallschutzlacke „Primer“ sind wenig robust
und wenig verbreitet, ebenso wie der Einsatz von
speziellem Kunststoffgranulat mit eingelagerten, elektrisch
leitenden Fasern.
Neben den technischen Einschränkungen führen alle genannten
Beschichtungstechniken zu einer signifikanten
Erhöhung der Stückkosten.
Vorteile des Einsatzes von Zink
im Lichtbogen-Spritzverfahren
Zink besitzt eine hohe elektrische Leitfähigkeit verbunden
mit sehr geringen Materialkosten. Diese vorteilhafte
Eigenschaftskombination nutzt das neue Verfahren.
Zwei kontinuierlich an die Spitze einer Spritzpistole vorgeschobene
Zinkdrähte zerfließen dort unter der Hitze
eines Lichtbogens, den sie selbst initiieren. Mit Hilfe
eines Luftdruckstrahls wird das verflüssigte Zink, ähnlich
wie beim Lackieren, auf den Kunststoffkörper aufgebracht.
Um eine gute Haftfestigkeit zu erzielen, muss die
Kunststoffoberfläche allerdings zuvor aktiviert werden.
Dieser Schritt ist äußerst wichtig und demonstriert das
harting-Know-how.
Verfahren
Zur Aktivierung wird die Kunststoffoberfläche gezielt
mit Partikeln beschossen. Einstrahlwinkel, Partikelgrö-
75

Frequenz 30 MHz
Frequenz 300 MHz
AI-Bedampfung 25 µm
AI-Bedampfung 50 µm
AI-Bedampfung 100 µm
Cu-Bedampfung
Zinkspritzverfahren
Cu-Referenz
AI-Bedampfung 25 µm
AI-Bedampfung 50 µm
AI-Bedampfung 100 µm
Cu-Bedampfung
Zinkspritzverfahren
Cu-Referenz
Dynamikgrenze
Abb. 1: Unbehandelte und aufgeraute Kunststoffoberfläche
(Bildgebung mittels non-taktiler 3D-Oberflächen-Rekonstruktion
auf Basis von Lichtmikroskopie)
ße, -form und -menge sowie die Auftreffgeschwindigkeit
bestimmen das Ergebnis.
In Abb. 1 ist der Vergleich zwischen der unbehandelten
und der aufgerauten Oberfläche sichtbar gemacht. Die
deutlich erhöhte Rauigkeit nach dem Partikelbeschuss
führt zu einer optimalen Verzahnung der aufgebrachten
Zinkschicht mit der Kunststoffoberfläche. Dadurch wird
die Haftfestigkeit von 3-5 N/mm 2 erreicht, die damit der
UL 746C entspricht.
Die optimale Schichtdicke liegt typischerweise zwischen
100 µm und 150 µm. Sie verkörpert damit ein hohes Maß
an Robustheit und Langlebigkeit mit ausreichender Elastizität
zur Kompensation der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten.
EMV-Eigenschaften von Zink
Die elektrischen Schirmeigenschaften unterschiedlicher
Beschichtungsverfahren wurden im Fraunhofer Institut
für Schicht- und Oberflächentechnik (IST) in Braunschweig
gemessen und mit der Zinkschicht verglichen.
Die in Abb. 2 dargestellten Ergebnisse mit den Zinkschichten
sind überzeugend. Über das gesamte hier
nicht abgebildete Spektrum lassen sich Dämpfungen im
Bereich von 70 bis 110 dB im Frequenzbereich zwischen
10 MHz und 1 GHz erreichen.
Das in Abb. 4 gezeigte Ablaufdiagramm beschreibt die
Arbeitsfolgen der Anlage.
50 60 70 80 90 100
Schirmdämpfung [dB]
Abb. 2: Durchstrahldämpfung bei unterschiedlichen Frequenzen
Metallisierungsprozess
Die Kunststoffgehäuse werden in rahmenförmigen Werkstückträgern
mit den Abmessungen 1500 mm * 1200 mm
aufgenommen und mittels eines vollautomatischen Fördersystems
durch die Anlage geführt. Dem Fördersystem
stehen kontinuierlich acht Rahmen zur Verfügung. Jeder
einzelne Rahmen trägt vier Abdeckwerkzeuge, die einerseits
das zu metallisierende Gehäuseteil aufnehmen und
andererseits die äußere Seite bzw. weitere frontseitige
Flächen vor jeglicher Metallisierung abschirmen. Auf
diese Weise lassen sich in einem Durchlauf maximal 32
unterschiedliche Aufträge abarbeiten.
Ermöglicht wird das durch Transponder, die mit jedem
Abdeckrahmen verbunden sind.
Beim Einfahren in die beiden hermetisch geschlossenen
Aufrau- und Metallisierungskabinen wird das Programm
Abb. 3: Vollautomatisierte robotergestützte Beschichtungsanlage
76
HARTING tec.News 14 (2006)

Fördersystem
Puffer
Rahmen
2
Ladestation
Rahmen
1
Strahlen & Säubern
Rahmen
3
Handling (Roboter)
Puffer
Rahmen
8
Schutzkabine mit Filteranlage
(Trennung von Metall und Strahlmittel)
Puffer
Rahmen
4
Entnahmestation
Rahmen
7
Puffer
Rahmen
6
Lichtbogenspritzen
Rahmen
5
Handling (Roboter)
Schutzkabine mit Entstaubungsund
Filteranlage
Prozessfolge:
1. Manuelles Befüllen eines
Rahmens mit Gehäusen
2. Pufferstation
3a. Aktivieren der zu
beschichtenden Oberfläche
durch Druckluftstrahlen/
Strahlmittel
3b. Säuberung der Gehäuse
von Strahlmittel mittels
Druckluft
4. Pufferstation
5. Metallisieren der Gehäuse im
Lichtbogen-Spritzverfahren
6. Pufferstation
7. Manuelles Entnehmen der
Gehäuse
8. Pufferstation
Abb. 4: Ablaufdiagramm der Arbeitsfolgen der Anlage
Abb. 5: Abdeckvorrichtung auf Werkstückträger
ausgelesen und den beiden Robotern mitgeteilt.
Auf diese Weise lassen sich Volumenproduktion einzelner
Artikel ideal mit Kleinserien und Prototypaufträgen
kombinieren. Die Abb. 7 zeigt ein typisches Gehäuse, das
im automatisierten Verfahren durch partielle Abdeckung
selektiv beschichtet wurde.
Für sehr große sperrige Gehäuse steht neben der vollautomatischen
Anlage auch eine manuelle Anlage zur
Verfügung. Auf diese Weise kann harting auf alle Kundenwünsche
flexibel reagieren.
Abb. 6: Abdeckvorrichtung bestückt mit kundenspezifischen
Gehäusen für D-Sub-Steckverbinder
Fazit
Das vollautomatisierte Lichtbogen-Spritzverfahren erzeugt
nicht nur technisch hochwertige Schichten für
EMV-gerechte Gehäuse, es zeigt auch, wie durch innovative
Technik dem steigenden Kostendruck begegnet
werden kann.
Abb. 7: Gehäuse für D-Sub-Steckverbinder 68 mm * 41 mm
Hartmuth Schmidt
Leiter Marketing & Sales Telecom/Medical
HARTING Electronics GmbH & Co. KG
hartmuth.schmidt@HARTING.com
77

t e c .
P a r t n e r s c h a f t
Heinz de Buhr & Wilfried Eickenhorst
Robust in rauer Industrieumgebung
Metallgehäuse D20 für 19’’-Aufbausysteme
Elektronik für mobile Einsatzfelder erfordert eine robuste Aufbaumechanik, die den hohen Umweltbelastungen
standhält. harting-Lösungen für Steckverbinder und Gehäuse schützen durch hohe mechanische Stabilität und
leisten so einen wichtigen Beitrag für eine sichere und reibungslose Funktion des gesamten Systems.
Das D20-Metallgehäuse ist eine innovative Weiterentwicklung des bereits bestehenden Gehäuseprogramms für
DIN 41 612-Steckverbindersysteme, die überwiegend in der 19“-Aufbautechnik zum Einsatz kommen. Die kundenseitigen
Anforderungen nach einem großen Verkabelungsraum und einer hohen Varianz an Kabeleinführungsmöglichkeiten
konnten in dem neuen Design erfolgreich umgesetzt werden.
Grundmodell eines D20-Gehäuses
78
HARTING tec.News 14 (2006)

Beschreibung des Gehäuses
Das Zinkdruckguss-Gehäuse besteht aus einer Gehäuseschale
und einem Deckel. Die Gehäuseschale ist so
konstruiert, dass die komplette Konfektion vorgefertigt
und abschließend in das Gehäuse eingelegt werden kann.
Der Deckel wird von einer Seite mit vier Senkschrauben
aufgeschraubt. Da die Schrauben über einen Torx-Antrieb
verfügen, ist eine einfache Handhabung und die Übertragung
hoher Drehmomente sichergestellt.
Die zur besseren Identifizierung des Gehäuses eingeformte
Bestell-Nummer wurde vertieft angeordnet, damit
die Leitungen bei Vibrationsbeanspruchungen nicht
beschädigt werden.
Die vier gleichgroßen Kabeleingänge sind seitlich und
stirnseitig angeordnet. Mit dem umfangreichen Zubehör
– wie Kabelklemme, Crimpflanschtechnik oder auch der
Kabeltülle mit einer angespritzten Zugentlastung – lassen
sich Einzeladern sowie mehrere geschirmte oder
ungeschirmte Leitungen bis zu einem Durchmesser von
Anwendung mit einer DIN-Messerleiste
rund 13,5 mm problemlos in das Gehäuse einführen. Die
Befestigung zum Baugruppenträger erfolgt über zwei Innensechskantschrauben,
die jeweils mit einem Federring
gesichert sind. In einer schwer zugänglichen Einbausituation
können die Schrauben mit einem Kugelkopfschraubendreher
noch unter einem Winkel von 25° sicher betätigt
werden. Anbaubedingung und Codierbarkeit sind zu
dem bereits bekannten D20-Gehäuse kompatibel.
Für die Anwendung der Gehäuse bei höheren Spannungen
(> 50 V) besteht im Gehäuse eine Anschlussmöglichkeit
für die Schutzerde. In den Fällen, in denen
im Kabel kein Schutzleiter mitgeführt wird, kann das
Gehäuse über zwei Außenanschlüsse geerdet werden.
Fazit
Das neue D20-Gehäuse von harting erfüllt nicht nur die
Erwartungen des Marktes, es bietet mit den herausragenden
Auswahlmöglichkeiten bei dem umfangreichen
Zubehör weitere Optionen für zukünftige Anwendungen.
Heinz de Buhr
Key-Account-Manager Bahntechnik
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
heinz.debuhr@HARTING.com
Gehäuse bestückt mit dem entsprechendem Zubehör
Wilfried Eickenhorst
Gruppenleiter Technischer Applikations-Support
HARTING Deutschland GmbH & Co. KG
wilfried.eickenhorst@harting.com
79

t e c .
L ö s u n g
Heiko Meier
Im Doppelpack doppelt gut
Zwei Steckverbinder in Einem: Han-Modular® Twin
Platzsparend sowie einfach und schnell handhabbar – all diese Merkmale vereint der Han-Modular Twin. Das
neue Produkt vereint zwei Steckverbinder zu Einem und erlaubt auf diese Weise dem Anwender eine einfache
und schnelle Handhabung.
Kombinierte oder modulare Steckverbindersysteme gibt
es bereits seit vielen Jahren. Doch bisher konnten z. B.
beim Verlegen von zwei benötigten Anschlussleitungen
nur zwei Steckverbinder direkt nebeneinander montiert
werden. Bei vielen Servomotoren wurde somit eine
geschirmte Leistungsversorgung und eine weitere geschirmte
Signalleitung angeschlossen. Als Stecksystem
hat sich in diesem Bereich der M23-Rundsteckverbinder
als „Quasi-Standard“ etabliert – Platzprobleme inklusive.
Diese ergeben sich, wenn zwei Rundsteckverbinder
auf engem Raum direkt nebeneinander montiert sind.
Folglich ist die Handhabung beim Stecken schwierig und
zeitaufwändig. Oft wird am Schaltschrank sogar ganz
auf eine Steckverbindung verzichtet.
Für solche Anforderungen hat die harting Technologiegruppe
den Han-Modular Twin-Steckverbinder entwickelt.
Der „Zwilling“ macht z. B. bei einem defekten
Antrieb einen sehr schnellen Motorwechsel möglich und
reduziert die Stillstandszeiten in der Produktionsstätte
erheblich.
Ausstattung des Zwillings
Optisch erscheint der Han-Modular Twin mit seinen
Maßen 39 x 44 mm wie ein IP65-Industriesteckverbinder
im Kleinformat. Er wird aus einer robusten Aluminium-Druckgusslegierung
hergestellt und hat auch ein
Anbaugehäuse mit dem bewährten Han-Easy Lock®-Verriegelungsbügel.
Das Tüllengehäuse ist zweigeteilt. Es
besteht aus einem oberen Teil mit dem Kabeleingang sowie
einem darunter verwendeten Trägergehäuse. Dieses
Design ermöglicht zum einen eine einfache Montage der
Einsätze in das Tüllengehäuse und zum anderen einen
schnellen und sicheren Anschluss der Kabelseite. Auch
Kabel-zu-Kabel-Verbindungen lassen sich leicht ohne
zusätzliche Kupplungsgehäuse oder andere Sonderteile
realisieren.
Der Leistungs- und Signalbereich ist jeweils in einer
einzelnen metallisch voneinander getrennten Kammer
untergebracht. Der Kabelschirm kann im Tüllengehäuse
mit einer Schelle an einer metallischen Trennwand
Abb. 1: Han-Modular Twin-Steckverbinder
Abb. 2: Draufsicht
80
HARTING tec.News 14 (2006)

Abb. 3: Explosionsdarstellung mit Schirmanschluss
Abb. 4: Designstudie eines umspritzen Han-Modular Twin-Tüllengehäuses
und -Winkeladapters zur Anbindung an Motoren
Abb. 5: Module für Han-Modular Twin
festgeklemmt werden. Eine durchgehende, EMV-gerechte
Trennung ist gegeben.
Vielfältig bestückbar
Als Kontakteinsätze werden die Module der Han-Modular-
Baureihe eingesetzt. Dies macht das System sehr flexibel,
da es schon für die unterschiedlichsten Anforderungen
optimal abgestimmte Module gibt. Es stehen diverse
Leistungsmodule bis 50 A und 830 V, Signalmodule mit
bis zu 25 Kontakten sowie spezielle Datenmodule zur
Verfügung.
Ein weiterer Vorteil ist die Verwendung der bekannten
Han-Kontakte, die sich als Standard im Bereich Industriesteckverbinder
etabliert haben. Die Crimpkontakte
sind bei den Monteuren und Anwendern bekannt und akzeptiert.
Entsprechende Crimpwerkzeuge stehen den Anwendern
ebenfalls in der Regel bereits zur Verfügung.
Aus zwei mach eins
Das System integriert bewährte Technologien in einem
neuen Steckverbinderkonzept, das gleichzeitig offen und
flexibel für weitere Ergänzungen ist. Mit einer Umspritzvariante
wird es möglich, komplett geprüfte Systemkabel
herzustellen. Auch ein Winkeladapter zur direkten
Anbindung an Motoren kann leicht realisiert werden. So
entsteht eine ganz neue Steckverbinder-Technologie für
Servomotoren, die zwei Rund- zu einem Rechtecksteckverbinder
vereint, dem Han-Modular Twin-Steckverbinder.
Heiko Meier
Product Manager
HARTING Electric GmbH & Co. KG
heiko.meier@harting.com
81

t e c .
S t a n d a r d i s i e r u n g
Frank Quast
Glänzende Aussichten
RoHS-konforme Oberflächengestaltung
für Rechtecksteckverbinder
Ein Steckverbinder ist zur universalen Schnittstelle
für Energie- und Datenübertragung geworden. Er wird
in nahezu allen Industriezweigen eingesetzt und muss
sich unter extremen Umweltbedingungen bewähren.
Garanten für diesen Erfolg sind neben der Idee der
Modularität auch die Gestaltung und Bauweise dieser
Schnittstellen. Ein wichtiger Aspekt ist in diesem Zusammenhang
das äußere Erscheinungsbild. Es ist die
Visitenkarte, die das Bauteil in den ersten Sekunden
beim Anwender hinterlässt. Dazu gehört selbstverständlich
auch der Eindruck der Oberfläche, die neben
rein optischen Eindrücken auch technischen Anforderungen
bzw. gesetzlichen Richtlinien unterliegt.
RoHS-Hintergründe
Die RoHS-Verordnung (Restriction of Hazardous Substances,
deutsch: Beschränkung gefährlicher Substanzen)
ist die EU-Richtlinie 2002/95/EG zum Verbot
bestimmter Substanzen bei der Herstellung und Verarbeitung
von elektronischen Geräten und Bauteilen. Hierzu
zählen Blei, Quecksilber, Cadmium, sechswertiges
Chrom, Polybromierte Biphenyle (PBB) und Polybromierte
Diphenyl-Ether (PBDE). Die EU-Norm wurde am
1. Januar 2003 verabschiedet. Die Übergangsfrist für die
betroffenen Hersteller und Branchen läuft bis zum 1. Juli
2006. Auch in Ländern wie Japan, USA und China sind
ähnliche Verordnungen im Gespräch, in der Umsetzung
oder bereits in Kraft.
82
HARTING tec.News 14 (2006)

Pulveroberfläche
Galvanische Oberfläche
Aluminiumlegierung
Die RoHS-Richtlinie betrifft auch die von harting seit
Jahren eingesetzte Pulveroberfläche, die in Bezug auf die
RoHS Vorschrift unproblematisch ist. Sie verfügt über
eine gute Oberflächenhaftung am Aluminiumgrundmaterial
und vermittelt ein vorteilhaftes Erscheinungsbild.
Galvanische Oberflächen
Spezielle Applikationen, die neben der Schutzklasse
IP65 und Robustheit auch Anforderungen an die EMV
stellen, benötigen Steckverbinder mit einer leitfähigen
Oberfläche. Hier dominierten am Markt so genannte
Chromatierungen.
Speziell die Gelbchromatierung zeichnet sich durch
gute Eigenschaften bezüglich der Korrosionsbeständigkeit
und geringen Oberflächenwiderständen aus. Das
Erscheinungsbild differiert je nach Parametern des
Herstellungsverfahren zwischen gold-braun- bis bronzefarben.
Als nachteilig zeigte sich jedoch die Tatsache,
dass die Oberfläche Spuren von hexavalentem Chrom
aufweisen kann.
In Hinblick auf die in Kraft tretende RoHS-Verordnung
hat harting die Gelbchromatierung verworfen und eine
neue Oberfläche für die EMV-Baureihe qualifiziert.
EMV steht für elektromagnetische Verträglichkeit und
bedeutet die Fähigkeit eines Apparates, einer Anlage
oder eines Systems, in der elektromagnetischen Umwelt
zufriedenstellend zu arbeiten, ohne dabei selbst elektromagnetische
Störungen zu verursachen, die für alle
in dieser Umwelt vorhandenen Apparate, Anlagen oder
Systeme unannehmbar wären.
Lacklieferanten keine zufriedenstellenden Ergebnisse
für Steckverbinder lieferten. Die Anforderungskombination
aus Leitfähigkeit, Fertigungsverfahren, Erscheinungsbild
und Korrosionsbeständigkeit führte meist zu
unwirtschaftlichen Lösungen. Der „industrielle EMV-
Steckverbinder“ hätte entweder an Leistungsfähigkeit
verloren oder der Teilepreis hätte das Produkt am Markt
unattraktiv erscheinen lassen.
Der Lösungshinweis für eine technisch hochwertige Lösung
in Kombination mit wirtschaftlicher Vertretbarkeit
kam aus der Automobilindustrie. Hier sammelten führende
deutsche Automobilhersteller gute Erfahrungen mit
hochwertigen Aluminium-Baugruppen, die erfolgreich
im offenen Motorraumbereich eingesetzt werden. Diese
Konzentration auf das Grundmaterial war auch im Falle
der harting-EMV-Steckverbinder erfolgreich. Seit August
2005 werden die EMV-Rechtecksteckverbinder aus einer
hochwertigen, korrosionsbeständigen Aluminiumlegierung
gefertigt. Durch ein spezielles Verfahren wird die
Aluminiumoberfläche zusätzlich oberflächenverdichtet
und optisch aufgewertet.
Gestaltungsergebnis
Das Resultat ist eine leitfähige Oberfläche mit guten
korrosionsbeständigen Eigenschaften und gleichzeitiger
RoHS-Konformität. Der ehemals gold-braune Steckverbinder
erstrahlt jetzt in silbriger Oberfläche in harting-
Qualität.
HARTING-Oberflächenkonzept
Eine mehrjährige, intensive Suche nach einer Gehäuseoberfläche
für Aluminiumlegierungen hat gezeigt,
dass angebotene Verfahren durch Galvaniseure bzw.
Frank Quast
Product Manager Connectors
HARTING Electric GmbH & Co. KG
frank.quast@harting.com
83

t e c .
S t a n d a r d i s i e r u n g
Heinz Welling
IRIS: Ein neuer
Qualitätsstandard für die
Lieferanten der
Schienenfahrzeugindustrie
Neue Spielregeln zwischen
Kunde und Lieferant
Wenn man heute in den gängigen Nachschlagewerken
oder mit den üblichen Internetsuchmaschinen nach
der Bedeutung des Wortes IRIS recherchiert, werden
dem Leser Bezeichnungen wie Regenbogenhaut im
Auge, griechische Göttin, Schwertlilie oder vielleicht
sogar Luft-Luft-Rakete angeboten. Die Bedeutung „International
Railway Industry Standard“ ist dort zum
heutigen Zeitpunkt jedoch noch unbekannt.
Die Initiative zur Entwicklung eines einheitlichen Qualitätsstandards
für Schienenfahrzeuge haben die Firmen
Bombardier, Siemens Transportation und Alstom 2005
ins Leben gerufen. Das Ziel des neuen Standards ist es,
ein einheitliches, weltweit anwendbares System für die
Beurteilung von Management-Systemen zu entwickeln
und einzuführen, das spezifische Anforderungen für
die Schienenfahrzeugindustrie enthält. Hierdurch soll
erreicht werden, dass alle Zulieferer in diesem Industriezweig
einen gleichen Mindeststandard erfüllen und
durch ein harmonisiertes Verfahren beurteilt werden
können. Dies hat sowohl für die großen Hersteller wie
auch für die vielen Zulieferer Vorteile, denn die große
Zahl der Audits durch die verschiedenen Hersteller und
Betreiber kann durch wenige Audits einer neutralen Stelle
ersetzt werden.
84
HARTING tec.News 14 (2006)

VIELE AUDITS
durch Hersteller
WENIGE AUDITS
durch Zertifizierungsstelle
Neutrale
Zertifizierungsstelle
halte und -regularien sowie die
Zulassungsregeln für die Zertifizierer
weiterentwickelt.
Heute sind die Inhalte des neuen
Standards im Wesentlichen fixiert.
Als Basis dienen die Prinzipien
der ISO 9001:2000, die jedoch um
Spezifika der Schienenindustrie
ergänzt wurden.
Lieferant A Lieferant B Lieferant C Lieferant Z Lieferant A Lieferant B Lieferant C Lieferant Z
Rationalisierung des hohen Auditaufwandes
IRIS Präsidium
UNIFE Präsidium
permanente oder ad hoc
IRIS Arbeitsgruppen
IRIS
Diskussionsforen
Geschäftsordnung
Zulieferer 1
Die IRIS-Organisation unter dem Dach der UNIFE
Diese Idee fand schnell eine breitere Basis und wurde
vom europäischen Dachverband der Bahnindustrie
UNIFE aufgegriffen und weiter vorangetrieben.
Unter dem Präsidium der UNIFE entstand die IRIS-Organisation.
Sie treibt von ihrem Standort in Brüssel den
neuen Qualitätsstandard IRIS und dessen Anwendung
in der Railway-Branche voran. Dort werden in verschiedenen
Arbeitsgruppen der IRIS-Standard, die Auditin-
Die Organisation
IRIS Leitungszentrum
(UNIFE)
Zulieferer 2
Zulassung & Vertrag
Zertifizierungsgesellschaft
X*
Zulieferer 3
* akkreditiert/zugelassen
für IRIS und ISO 9001
Zulieferer 4
Antrag auf
Zertifizierung
Zertifizierungsgesellschaft
X*
Zulieferer 5
Zulieferer N
Lieferanten, die zukünftig am
Railway-Geschäft Teil haben wollen,
müssen nachweislich diese
Forderungen erfüllen. Viele große
Zertifizierungsgesellschaften wie
DQS, TÜV und DNV lassen sich
momentan akkreditieren, um den
Railwayzulieferern nach erfolgreicher
Auditierung diese Nachweise
in Form von Zertifikaten
ausstellen zu können.
Parallelen
zur Automobilindustrie
Diese Vorgehensweise ist nicht
neu. Bereits vor mehr als 15 Jahren
hatten die drei Großen der Automobilbranche
eine ähnliche Idee,
die zur Norm TS16949 führte, an
der heute kein Zulieferer der Automobilindustrie
vorbeikommt.
Im Jahr 1988 kreierten Ford, Ge-
neral Motors und Chrysler einen gemeinsamen Standard
zur Begutachtung und Qualifizierung ihrer Lieferanten.
Schon 1994 selektierten die „Big Three“ ihre wichtigsten
Zulieferer nach den Quality-System-Requirements, festgelegt
in der damaligen QS 9000. Nachdem auch die
Automobilhersteller in anderen Ländern ähnliche Aktivitäten
entwickelten – in Deutschland trieben beispielsweise
VW, Mercedes und BMW die Zulassungsregeln
in der VDA 6.6 voran – übernahm 1995 die IATF, der
85

internationale Dachverband der Automobilindustrie, die
Koordinierung der Aktivitäten. In der TS 16949 wurden
1999 erstmalig weltweit gültig alle automobilen Anforderungen
zusammengefasst.
Da es im industriellen Bereich bereits die branchenneutralen
ISO 9000-Forderungen gab, mühten sich fortan
tausende Lieferanten mit der Erfüllung beider, völlig unterschiedlich
strukturierten Standards ab. 2001 brachte
eine Abstimmung zwischen der IATF und dem ISO/IEC-
Verband die heutige ISO/TS 16949:2002. Sie basiert auf
der ISO 9001:2000, die klar gekennzeichneten Add-Ons
erleichtern den Anwendern beider Normen – was nahezu
immer der Fall ist – die Anwendung erheblich. Bis Ende
2006 werden weltweit 80 % der Personen- und Lastkraftwagen
Bauteile oder Komponenten enthalten, die auf Basis
dieser TS 16949 entwickelt, gefertigt und vertrieben
werden. Heute sind mehr als 30.000 Zulieferfirmen nach
diesen Qualitätsforderungen zertifiziert.
Die extrem kurzen Entwicklungszyklen in der Automobilindustrie
basieren heute auf eng abgestimmten und vernetzten
Abläufen zwischen Herstellern und Zulieferern,
die ohne diesen einheitlichen hohen Qualitätsstandard
undenkbar wären. Die Begutachtung und Überwachung
der Lieferanten geschieht inzwischen nicht mehr durch
die großen Automobilhersteller, sondern durch neutrale
Zertifizierungsgesellschaften, die bei ihren Audits
gleichzeitig die Erfüllung verschiedener Regelwerke attestieren
können und somit den Aufwand für die Lieferanten
in Grenzen halten.
Wann ist es soweit?
Die IRIS-Initiative der Railway-Branche soll drei Mal
schneller verlaufen als die Entwicklung der TS 16949 in
der Automobilindustrie. Nach den Angaben der IRIS-Organisation
werden bereits 2009 die ersten 1000 Firmen
nach der IRIS-Norm zertifiziert sein.
Die Geschwindigkeit, mit der die ersten Schritte umgesetzt
wurden, spricht dafür, dass diese Vorstellung
durchaus realistisch ist. Ein Jahr nach dem Start stehen
ein verabschiedeter IRIS-Standard, eine funktionierende
IRIS-Organisation in Brüssel, getestete Auditroutinen
sowie mehrere renommierte Zertifizierer bereit, um
2007 die ersten Zertifikate auszustellen. 2006 bleibt der
Ausbildung der erforderlichen Auditoren, dem letzten
Feinschliff und der notwendigen Öffentlichkeitsarbeit
vorbehalten.
Ab 2007 werden dann die großen Schienenfahrzeughersteller
immer öfter die Forderung nach einem IRIS-
Zertifikat äußern. Zunächst werden hiervon die großen
First Tier Supplier betroffen sein. Die Entwicklung in
der Automobilbranche zeigt jedoch deutlich, dass sich
kein Lieferant dieser Entwicklung entziehen kann, der
langfristig im Railway-Geschäft bestehen will.
harting engagiert sich bereits seit Jahren im Bahngeschäft
und hält hierzu engen Kontakt zu Schienenfahrzeugherstellern
und -zulieferern. Diese intensive Zusammenarbeit
zeigt sich auch beim hohen Engagement in
den entsprechenden Gremien. harting ist beispielsweise
von Beginn an Mitglied im IRIS-Steering-Committee und
arbeitet aktiv an der Ausgestaltung des neuen Qualitätsstandards
für die Lieferanten der Schienenfahrzeugindustrie
mit.
Logo der neuen IRIS-Institution
Heinz Welling
Bereichsleiter Qualitätswesen
HARTING KGaA
heinz.welling@HARTING.com
86
HARTING tec.News 14 (2006)

t e c .
M e s s e n
HARTING Messepräsenz 2006
30.03. Belgien, Gent, M+R
04.04. – 07.04. Tschechien, Prag, Amper 2006
12.04. – 13.04. USA, Minneapolis, Midwest Expo
24.04. – 28.04. Deutschland, Hannover, Hannover Messe
25.04. – 28.04. Russland, Moskau, Expo-Electronica
26.04. – 29.04. China, Shanghai, Chinaplas
01.05. Ungarn, Budapest, Industria
08.05. – 11.05. Norwegen, Oslo, Eliaden 2006
16.05. – 19.05. Deutschland, Hamburg, Windenergy 2006
17.05. – 18.05. Niederlande, Rotterdam, Fair Mocom
23.05. – 26.05. Slowakei, Nitra, MSV Nitra
29.05. – 02.06. Schweiz, Zürich, focus.technology forum
30.05. – 01.06. Deutschland, Nürnberg, SMT/Hybrid/Package
05.06. – 09.06. Russland, Moskau, Electro
06.06. – 08.06. USA, New York, Design Con 2006
22.08. – 25.08. Norwegen, Stavanger, ONS 2006
19.09. – 22.09. Deutschland, Berlin, innotrans
20.09. – 28.09. Spanien, Saragossa, PowerExpo
27.09. – 28.09. Deutschland, Nürnberg, MID-Congress
03.10. – 06.10. Niederlande, Utrecht, Fair Aandrijftechniek Factory Automation
24.10. – 28.10. Spanien, Madrid, MATELEC
31.10. – 03.11. China, Peking, EP China
14.11. – 17.11. Deutschland, München, electronica
28.11. – 30.11. Deutschland, Nürnberg, SPS/IPC/DRIVES
87

Belgien
HARTING N.V. / S.A.
Doornveld 8, B-1731 Zellik
Phone +32 2 / 4 66 01 90, Fax +32 2 / 4 66 78 55
E-Mail: be@HARTING.com
Brasilien
HARTING Ltda.
Av. Dr. Lino de Moraes, Pq. Jabaquara, 255
CEP 04360-001 – São Paulo – SP – Brazil
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E-Mail: br@HARTING.com
Internet: www.HARTING.com.br
China
Zhuhai HARTING
Limited Shanghai branch
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Luwan District, P.R.C , Shanghai 200021, China
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Simeonscarré 1 – D-32427 Minden
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Finnland
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Frankreich
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181 avenue des Nations, Paris Nord 2
BP 66058 Tremblay en France
F-95972 Roissy Charles de Gaulle Cédex
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Großbritannien
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Hongkong
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4208 Metroplaza Tower 1, 223 Hing Fong Road
Kwai Fong, N. T., Hong Kong
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No. 156 Poonamallee High Road,
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Korea
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Postbus 3526, NL-5203 DM 's-Hertogenbosch
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Norwegen
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Österreich
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Deutschstraße 3, A-1230 Wien
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Schweden
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