Jeder, der mit klassischen Steckverbindern zu tun hat, weiß, dass sie einigen Restriktionen unterliegen. So weisen sie zum Beispiel nur eine begrenzte Zahl an Steckzyklen auf, das heißt, sie sind irgendwann verschlissen. Wenn sie gut abgedichtet sind, können sie zwar auch in Umgebungen, in denen sie Flüssigkeiten ausgesetzt sind, Verwendung finden - das Ganze funktioniert aber nur so lange, wie die Verbindung geschlossen ist. Im ungesteckten Zustand, dringt Flüssigkeit ein, was zu Verunreinigungen führt, die zu Störungen führen und die Verbindung unterbrechen können. Zudem lassen sich herkömmliche Steckverbinder in Bereichen, in denen Rotationen auftreten, aufgrund dieser Drehbewegungen schwer einsetzen. „Unsere ARISO-Contactless-Connectivity-Lösung eröffnet neue Verbindungsmöglichkeiten, die klassische Steckverbinder nicht zu leisten vermögen“, umreißt Benjamin Mang, Produktmanager ARISO Contactless Connectivity im Bereich TE Automation & Control, kurz und knapp die neue Technologieplattform von TE Connectivity. „Kontaktlos heißt in diesem Fall eine Übertragung im Nahfeldbereich. Unsere Technologieplattform ARISO ist in der Lage, mittels Induktion Energie und Signale über mehrere Millimeter hinweg robust und zuverlässig zu übertragen“, so Mang.
Pluspunkt Induktion
Vorteilhaft wirkt sich die induktive Übertragung von Energie und Signalen vor allem hinsichtlich Wartung und Flexibilität aus. „Eine kontaktlose Verbindung heißt ja, dass es beim Verbinden keinen physischen Kontakt gibt. Daraus ergeben sich dann bei unserer neuen Technologie - im Gegensatz zu herkömmlicher Übertragungstechnik - unbegrenzte Steckzyklen. Es kann hier nichts mehr mechanisch verschleißen, was natürlich die Wartungskosten deutlich reduziert“, beschreibt Benjamin Mang einen der Vorteile von ARISO Contactless Connectivity. Darüber hinaus bietet die Übertragungstechnik auf induktiver Basis die Möglichkeit, Signale, Energie oder Daten durch Flüssigkeiten, Wände oder andere Materialien hinweg zu übertragen - was mit keiner mechanischen Steckverbinderlösung machbar ist. Damit ist ARISO also sehr flexibel einsetzbar. „Die einzige Einschränkung besteht darin, dass eine Übertragung durch Metall nicht möglich ist. Das funktioniert rein physikalisch nicht, da im Metall ein Strom induziert werden würde“, erklärt Mang. Zu mehr Flexibilität trägt die neue Lösung auch in der Hinsicht bei, dass es hier keiner 100-prozentigen Zentrierung der beiden Koppler bedarf - wie das bei den klassischen Steckverbindern der Fall ist. Eine Übertragung bei ARISO erfolgt auch dann, wenn die beiden zur Übermittlung nötigen Koppler sich mit leichtem Versatz oder Winkelversatz gegenüber stehen. Schließlich erwähnt Benjamin Mang noch einen weiteren Pluspunkt der induktiven Übertragungsweise, der ebenfalls sehr wichtig ist. Und zwar den der Sicherheit. „In Umgebungen der Lebensmittelindustrie, wo zum Beispiel Mehlstaub vorkommt, besteht die Gefahr einer Explosion, die durch einen Funken ausgelöst werden kann. Ein solcher Funke kann beim Verbinden oder Trennen klassicher Steckverbinder entstehen. Eine Funkenbildung ist bei ARISO ausgeschlossen, da die beiden Koppler durch die rein induktive Übertragung galvanisch getrennt sind.“
Dialog mit Kunden als Ausgangspunkt
Keimzelle dieser neuen Entwicklung im Bereich Contactless Connectivity war das bei TE vorherrschende Konzept, dass Kunden immer durch Account Manager und Field Engineers, Ingenieure im Außendienst, betreut werden, um eine bestmögliche Betreuung der Kunden zu gewährleisten. Im gemeinsamen Dialog werden die Herausforderungen des Kunden auf der einen und die Vorstellungen, Ideen und Kompetenzen von TE auf der anderen Seite besprochen. So kristallisierte sich auch der Bedarf für kontaktlose Übertragung heraus.„Wir haben von Anfang an unsere Kunden mit einbezogen - auch, um für sie das beste Produkt zu entwickeln“, bringt Benjamin Mang den Entwicklungsprozess, den das Unternehmen 2011 angestoßen hat, auf den Punkt. TE Connectivity hat nun Evaluierungskits zusammengestellt, so dass Kunden die Technologie in ihren individuellen Umgebungen testen können. „Daneben arbeiten wir an spezifischen Projekten, um die Technologie auch im kurz- bis mittelfristigen Rahmen bei ausgewählten Kunden in Einsatz zu bringen“, führt Benjamin Mang den aktuellen Stand der Dinge aus. Nach möglichen Anwendungsfeldern der neuen Technologie gefragt, berichtet der Produktmanager Mang, „dass man sich den Einsatz von ARISO Contactless Connectivity überall dort vorstellen kann, in denen klassische Steckverbinder an ihre Grenzen stoßen, das heißt, beschränkte Steckzyklen, Flüssigkeiten, hohe Drücke, Funken. Aber auch in Bereichen bei denen Bewegungen notwendig sind, ist ARISO mehr als eine Alternative. So zum Beispiel in Anwendungen, wo klassischerweise Schleifringe, Spiralkabel oder Kabelschleppen eingesetzt werden. Hier kann ARISO seinen Vorteil, dass es verschleißfrei ist und Rotation unterstützt, voll ausspielen.“
Vielerlei Einsatzmöglichkeiten
Neben dem bereits erwähnten Lebensmittelbereich, gibt es noch einige andere Anwendungsbereiche für die neue kontaktlose Verbindungslösung, die eine maximale Design-Flexibilität beim Anlagenbau bietet. Zum Beispiel die Robotertechnik. Hier kann es beim Werkzeugwechsel am Roboterarm, ob nun automatisch oder manuell ausgeführt, dazu kommen, dass beim Wechsel die Kontakte der Steckverbinder verschleißen oder Flüssigkeiten eintreten - was mit der Neuentwicklung von TE kein Problem mehr darstellt. „Außerdem kann man bei Roboterarmen mit ARISO einfacher eine 360°-Rotation ermöglichen. Mit einem klassischen Schleppkabel kann ein Roboterarm maximal 270° erreichen, und wenn er zu seinem Ausgangspunkt zurück will, muss er diese 270° wieder zurück fahren. Schneller und effizienter wäre es in diesem Fall jedoch, der Arm würde sich die restlichen 90° weiter vorwärts drehen. Mit der von uns entwickelten Technologie ist diese unbegrenzte Rotation möglich - und damit eine erheblich schnellere und effizientere Produktion“, erläutert Benjamin Mang einige der Vorzüge von ARISO für die Robotertechnik. Ein weiteres Gebiet, in dem der Einsatz von ARISO mit seinen Vorteilen gegenüber herkömmlichen Steckverbindern sinnvoll ist, ist beispielweise der Bereich Kunststoffspritzguss. Beim Reinigen der Spritzgießwerkzeuge, mit denen die jeweiligen Teile hergestellt werden, kann Flüssigkeit in die Steckverbinder eintreten. „Mit unserer neuen Technologie der kontaktlosen Übertragung stellt dies kein Problem mehr dar. Man spart hier einfach Kosten und Zeit, weil man die Steckverbinder nicht austauschen oder trocknen muss, sollten sie mit Flüssigkeit in Kontakt gekommen sein“, merkt Mang an.Die Bestandteile der Technologieplattform ARISO Contactless Connectivity sind zwei Koppler: eine Empfangs- und eine Sendeeinheit. Im vorderen Teil der Koppler sitzen eine Nahfeldantenne (überträgt Daten und Signale) und eine Spule (überträgt Energie), im hinteren Teil befindet sich die Leiterplatte. Untergebracht ist das alles auf kleinstem Raum - weshalb ARISO optimal auf Anwendungen ausgelegt ist, wo Miniaturisierung eine Rolle spielt. Da die Koppler hermetisch abgedichtet sind, sind sie unempfindlich gegenüber Schmutz, Staub oder Chemikalien - und weisen so die besten Voraussetzungen auf, um in anspruchvollen rauen Umgebungen und Reinräumen eingesetzt zu werden.
Partnerschaft für drahtlose Stromversorgung
Dass sich TE Connectivity für seine neue Technologie ARISO ein großes Potential für die Zukunft verspricht, macht unter anderem die Partnerschaft des Unternehmens mit der in Neuseeland ansässigen Firma PowerbyProxi deutlich. TE hat vor Kurzem Firmenanteile des Herstellers von drahtlosen Energieübertragungssystemen übernommen. Im Rahmen dieser Zusammenarbeit soll die umfassende Erfahrung und fachliche Kompetenz von TE im Bereich der Industriesteckverbinder mit dem technischen Know-how von PowerbyProxi im Bereich der drahtlosen Energieversorgung kombiniert werden. Ein erstes Ergebnis der Partnerschaft von PowerbyProxi und TE ist die ARISO-Contactless-Connectivity-Plattform, die mit der Proxi-Wave-Technologie von PowerbyProxi ausgestattet ist. „Die Investition in PowerbyProxi unterstreicht unser umfassendes Engagement im Bereich der kontaktfreien Verbindungen und bei der Entwicklung von Lösungen, mit deren Hilfe die individuellen Anforderungen unserer Kunden im Hinblick auf Verbindungslösungen erreicht werden“, so Ulrich Wallenhorst, CTO von TE Industrial.
Ausblick für Industrie 4.0
Dass die kontaktlose Übertragung eine wichtige Rolle in der Industrie 4.0 spielen wird, davon ist man bei TE Connectivity überzeugt. Mit ARISO Contactless Connectivity ist es möglich, Sensorik an Stellen zu positionieren, die vorher mit Standard-Steckverbindern oder Verkabelungen nicht zugänglich waren. Damit ist die Möglichkeit von Echtzeit-Zustandsüberwachung und Optimierung von Prozessen in der Automatisierung geboten. Durch robuste und stabile Vernetzung ermöglicht ARISO zudem eine effizientere Produktionsplanung und -steuerung sowie eine effiziente Fernwartung. „ARISO ist ein Beispiel für flexibles und intelligentes Automatisierungsequipment. Unsere neue Technologieplattform ermöglicht durch die stabilere Übertragung von Leistung, Signalen und Daten höhere Maschinenverfügbarkeiten, und ist somit eine zuverlässige und sichere Komponente für Unternehmen in der Zukunft“, ist sich CTO Ulrich Wallenhorst sicher.
