Ein Beispiel aus der Robotik: Die Roboter werden immer kleiner, der Leistungsbedarf hingegen bleibt unverändert. Deshalb besteht die große Herausforderung darin, gleiche oder mehr Leistung auf immer kleinerem Bauraum zu realisieren. Als Lösung präsentiert Hummel nun einen Steckverbinder der Baureihe M16 mit den Leistungsmerkmalen eines M23-Steckers. Die Serie M16 HC (High Current) überträgt 25A Leistung und ist damit vergleichbar mit Steckverbindern der Baureihen M23. Zum Vergleich: Herkömmliche M16-Steckverbinder übertragen Leistungsströme bis 16A. Das M16-Gehäuse ist jedoch um rund zwei Drittel kleiner als die M23-Baureihen.
Bei der Entwicklung dieser neuen Hochstromlösung spielten die Kontakte eine entscheidende Rolle. Nur wenn die kleineren M16-Kontakte eine deutlich höhere Leitfähigkeit aufweisen, als die größeren M23-Kontakte, konnte es eine Lösung geben. Somit lag der Fokus auf dem Kontaktmaterial. Mit einer neu entwickelten Legierung ist es schließlich gelungen, den M16-HC-Steckverbinder zu realisieren.
Das Knowhow hierzu kam aus Kundenprojekten, durch die der Hersteller bereits Erfahrungen in der Miniaturisierung sammeln konnte. Realisiert wurden kompakte Steckverbinder, die Leistung bis 16A und 630V übertragen und zuverlässig bis in Temperaturbereiche von 125°C arbeiten. Auch bei der Entwicklung dieser Kraftpakete standen die Kontakte im Fokus. Auf den damals gewonnenen Erkenntnissen konnten die Entwickler nun aufbauen. Der M16 HC ist deren Fortsetzung, er verfügt neben den vier Leistungskontakten auch noch über vier Signalkontakte, kann Kabel bis 11mm Querschnitt und Kontakte mit Anschlussquerschnitten bis 2,5mm² aufnehmen.
Tests zur Wärmentwicklung
Umfangreiche Testreihen zur Leitfähigkeit und Wärmeentwicklung zeigen, dass die M16-HC-Kontakte den hohen Anforderungen gewachsen sind. Die bessere Leitfähigkeit der neuen Legierung führt dazu, dass 50 Prozent mehr Strom bei gleichbleibender Erwärmung übertragen werden kann. Oder umgekehrt: Bei der Übertragung der gleichen Stromstärke entsteht ein Drittel weniger unerwünschte Wärme. Die HC-Kontakttechnik reduziert die Wärmeentwicklung am Gerät, verfügt über eine höhere Energieeffizienz, benötigt weniger Platz und bringt zusätzlich Kosteneinsparungen.
Die neuen M16-HC-Steckverbinder stehen in zahlreichen Gehäusebauformen zur Verfügung: Kabelstecker, Kupplungsstecker, Gerätestecker mit Flansch oder Einlochmontage sowie diverse Winkelstecker und spezielle Lösungen mit besonderer Zugentlastung. Diese Vielfalt ist der Modularität der Steckverbinder zu verdanken. Gehäuse, Isolierkörper und Kontakte lassen sich so weitgehend frei kombinieren. Auch umspritzte Ausführungen in gerader oder gewinkelter Bauform sind realisierbar. Aufgrund dieser Modularität stehen auch Inox-Gehäuse zur Verfügung.
Besonders interessant ist die Leiterplattenvariante des M16 HC, denn für leistungsintensive Elektronikanwendungen ist es sehr entscheidend, die Erwärmung möglichst niedrig zu halten. Der HC-Stecker mit seinen besonders leitfähigen Kontakten liefert hierzu einen wichtigen Beitrag. Das wirkt sich positiv auf die Energiebilanz und die Lebensdauer der Leiterplatte aus. Die direkte Anbindung an die Elektronik bringt noch weitere Vorteile. Zusätzliche interne Litzen- oder Steckverbindungen werden obsolet und somit entfallen auch die sonst erforderlichen und aufwändigen Verkabelungen. Das macht die Montage einfacher, kostengünstiger und verringert die Übergangswiderstände. Außerdem benötigt die Steckverbinder-Schnittstelle auf der Leiterplatte weniger Bauraum.
Anwendungsfeld FTS
Neben der Robotik gibt es bereits konkrete Anwendungen bei selbstfahrenden Transportsystemen. Dort sind die M16-HC-Steckverbinder in den Antrieben verbaut. Jedes System hat vier Antriebe, die von jeweils einem M16 HC mit Leistung versorgt werden. Entscheidend war der geringe Platzbedarf der M16-Varianten. Für Verbindungslösungen auf Basis der M23-Baureihen hätte der zur Verfügung stehende Bauraum nicht ausgereicht. Diese Anwendung ist klassisch für den Einsatz des M16 HC, denn überall dort, wo es um dezentrale Antriebssysteme geht, werden hohe Leistung auf engem Bauraum benötigt. Die HC-Technik ist ebenfalls für DC-Applikationen mit hohen Nennströmen geeignet.
