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Wissenschaftliche Veranstaltungen

1. Symposium Connectors an der Hochschule, 07. - 08. März 2007

Gemeinsam mit dem Verein Deutscher Ingenieure (VDI) veranstaltete Prof. Dr.-Ing. Jian Song, Leiter des Labors Feinsystemtechnik, am 8. März 2007 das
1. Symposium Connectors an der HS-OWL. Eingeladen waren alle Interessierten und Beteiligten der Steckverbinderbranche  wie Forscher, Entwickler, Konstrukteure, Testingenieure und auch Anwender von Steckverbindern. Von den rund 100 Teilnehmern, waren die Mehrzahl Firmenvertreter, die im beruflichen Alltag in Konkurrenz zueinander stehen. Dennoch rückten sie zum intensiven Gedankenaustausch zusammen, um begrenzte Ressourcen in der Forschung und Entwicklung auf das wesentliche zu konzentrieren. Zum Austausch dieses Basiswissens wurden zwanzig Fachbeiträge über aktuelle technische Erkenntnisse und neue Aspekte der Forschung und Entwicklung aus dem Bereich der elektrischen Steckverbindungen und der Kontaktphysik gehalten. Die Resonanz war sehr positiv. So wurde die Veranstaltung als wirklich fruchtbar und erfolgreich bewertet. Aber auch die Vorbereitungen, die Durchführung sowie auch die Qualität und Strukturierung der Vorträge wurden positiv bewertet. Im Foyer der Hochschule stellten zusätzlich noch einige Firmen ihre Produkte und Konzepte vor.
Am Vorabend der Veranstaltung hatten die Teilnehmer die Gelegenheit, sich in einer lockeren Atmosphäre kennen zu lernen. Dieses Angebot wurde mit reger Beteiligung angenommen.

 

 

2. Symposium Connectors, VDE/VDI-GMM-Fachtagung „Elektronische und Optische Verbindungstechnik“ an der HS-OWL in Lemgo, 04.- 05.03.2009

(Auszug aus Presseberichten)
Als „2. Symposium Connectors“ ist die wissenschaftliche Tagung überschrieben, zu der sich am 4. und 5. März rund 130 Fachleute aus ganz Deutschland und aus den Nachbarländen, wie den Niederlanden und der Schweiz an der Hochschule Ostwestfalen-Lippe zusammengefunden haben. Die Branche trifft sich auch in Zeiten der Krise. Der Arbeitsgegenstand wird quasi zum Programm: Verbinden, vertrauen, gestalten.    

Zum zweiten Mal veranstaltet Prof. Dr. Jian Song vom Fachbereich Maschinentechnik und Mechatronik diese Tagung für Wissenschaftler, Ingenieure und Marketingleute aus mittelständischen und Großunternehmen, aus Hochschulen und Universitäten. Das Symposium ist eine offizielle Fachtagung der VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikro- und Feinwerktechnik (GMM). Auch der VDI OWL macht als Veranstalter mit. Prof. Song ist wissenschaftlicher Leiter der Tagung.

Die große Anzahl der Tagungsbeiträge spiegelt diese intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit auf diesem lang vernachlässigten Gebiet  wider. Mehr als vierzig Autoren kommen zu Wort. Es geht um "Verschleißarten und Lebensdauer von elektrischen Kontakten", um "neue Herausforderungen für den Isolierstoff eines Steckverbinders im 21. Jahrhundert", um "neue Steckverbinder für optische Netze" und um den "Einsatz von Simulationstools bei der Entwicklung von Steckverbindungssystemen". 

Viele Symposiumsbeiträge basieren auf Projekten, die vom Bundesforschungsministerium gefördert wurden, und es werden Ergebnisse von Promotionsvorhaben sowie Diplom- und Masterarbeiten vorgestellt, ein Zeichen, dass das Fachgebiet inzwischen von der Forschung beachtet wird.

Und dass die Fachleute an einem Tisch sitzen, auch wenn sie konkurrierenden Unternehmen angehören. Das "Symposium Connectors" hat zum zweiten Mal dazu beigetragen, Wissenschaft und Wirtschaft zu einem Gedankenaustausch an der Hochschule OWL zusammen zu bringen. Vorwettbewerblich, wird das dann genannt. Und in Zeiten der wirtschaftlichen Krise könnte man hinzufügen: vorbildlich.

 

 

 

3. Symposium Connectors, VDE/VDI-GMM-Fachtagung „Elektrische und optische Verbindungstechnik“ an der HS-OWL in Lemgo, 02.- 03.03.2011

Artikel aus der Zeitschrift „Mechatronik“

Elektrische und optische Verbindungstechnik 2011

Neue Technologien für optimierte Verbindungstechniken

Zuverlässige und langlebige Steckverbindungen sind wichtige Voraussetzungen für die sichere Funktion von elektrischen und elektronischen Systemen in einer Vielzahl von Anwendungen. Dies gilt für das Telefon und den Küchenherd ebenso wie für das Automobil. Über die neuesten Entwicklungen auf diesem Sektor tauschten sich anlässlich der von der VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikrosystem- und Feinwerktechnik (GMM) in Zusammenarbeit mit der Hochschule Ostwestfalen-Lippe und dem VDI Ostwestfalen-Lippe Bezirksverein e.V. organisierten Fachtagung „Elektrische und optische Verbindungstechnik 2011“ rund 140 Fachleute aus. Die diskutierten Themen reflektierten die große Bandbreite der Thematik. Diese erstreckte sich von Einsatzmöglichkeiten im Bereich der Photovoltaik bis hin zur Nanotechnologie.

v.l.n.r.: Prof. Dr. Jian Song (Hochschule Ostwestfalen-Lippe), Dr. Friedhelm Günter (Robert Bosch GmbH), Prof. Dr. Frank Berger (TU Ilmenau)
v.l.n.r.: Prof. Dr. Jian Song (Hochschule Ostwestfalen-Lippe), Dr. Friedhelm Günter (Robert Bosch GmbH), Prof. Dr. Frank Berger (TU Ilmenau)

Als typische Querschnittstechnologie befindet sich die elektronische und optische Verbindungstechnik weiterhin in einem Aufwärtstrend. Dies wurde anlässlich der GMM-Tagung deutlich. ,,Zu den Schwerpunkten der Fachtagung gehörten alle wichtigen Gebiete der elektrischen und Verbindungs- und Kontaktphysik sowie Werkstoffe, Oberflächen, Simulation und Prüfung”, erläuterte der Chairman der Veranstaltung Professor Dr.-Ing. Jian Song vom Labor für Feinsystemtechnik der Hochschule Ostwestfalen-Lippe in Lemgo. Dabei seien eine Reihe von neuen Erkenntnissen aus der aktuellen wissenschaftlichen und industriellen Forschung vorgestellt worden. ,,Kostendruck und Miniaturisierung zwingen Hersteller für Steckverbinder, neue Wege zu gehen”, machte Dr. Isabell Buresch von der Ulmer Wieland Werke AG anlässlich der Tagung deutlich. Die zunehmenden Integrationsdichten elektromechanischer und elektronischer Komponenten und hochpoliger Steckverbinder erforderten Werkstoffe mit anspruchsvollen Eigenschaftsspektren. Die Evolution der Kupferlegierungen bis in die dritte Generation zeige eindrucksvoll, wie sich mit intelligenten Werkstofflösungen neue Anforderungen erschließen und neue Konstruktionen begleiten lassen.
,,Aufgrund des Kostendrucks werden zukünftige Entwicklungen auf ausscheidungshärtenden Systemen basieren”, prophezeite Buresch. Nicht ausgereizt seien die Möglichkeiten, welche die sogenannten Corson-Legierungen eröffneten. So könnten CuNiSi- und CuCoSI-Legierungen nach heutigen Erkenntnissen noch weiter optimiert werden. Dies schließe eine Verbesserung der Ausführung thermomechanischer Prozesse mit ein.

Hochwertige Steckverbinder mit Goldoberflächen

Im Arbeitskreis von Prof. Song stehen unter anderem Steckverbinder mit Goldoberflächen im Fokus der Forschung. Zur Erhöhung der Verschleißbeständigkeit ist es erforderlich, die Härte des Goldes durch Legierungszusätze wie Kobalt, Eisen oder Nickel zu erhöhen. „Unsere Untersuchungen zielten darauf ab, die Abhängigkeit der Lebensdauer von verschiedenen Legierungselementen und vor allem deren Zusammensetzung festzustellen“, verdeutlichte Song. Bei den Untersuchungen habe sich gezeigt, dass die drei untersuchten Legierungszusätze sich in ihrer höchsten Lebensdauer im Verschleiß- und Reibkorrosionsversuch unterscheiden und diese Lebensdauer auch mit unterschiedlichen Anteilen an Legierungselementen erreichen. Es habe sich auch herausgestellt, dass der optimale Bereich der Legierungszusammensetzung bei den drei Legierungselementen unterschiedlich groß sei, so dass in Abhängigkeit vom Herstellungsprozess unterschiedliche Legierungszusätze als optimal gelten könnten. In einem weiteren Forschungsprojekt ging Prof. Song mit seinem Team der Frage nach, wie sich die Verschleißbeständigkeit von Goldoberflächen mit Hilfe von Nanopartikeln verbessern lässt. Da die verschleißbeständigen Nanopartikel in der Regel elektrisch schlecht leitend sind, musste bei der Modifikation der Oberfläche darauf geachtet werden, dass die Nanopartikel einerseits möglichst klein sind und der Nanopartikelanteil insgesamt nicht zu groß ist. „Unsere Untersuchungen zeigen, dass die Modifikation von Goldschichten mit Nanopartikeln ein großes Potenzial im Hinblick auf die Erhöhung der Verschleißbeständigkeit und somit auf die deutliche Erhöhung der Lebensdauer von elektrischen Kontakten aufweisen”, erläuterte Song. Es seien noch viele Untersuchungen durchzuführen, um die optimalen Nanopartikelarten zu bestimmen sowie den galvanischen Prozess und die Produktion der Nanopartikel sicher zu beherrschen. Ein wichtiger Schlüssel sei die Größenverteilung der Nanopartikel und ihre Verteilung innerhalb der Goldschicht.

M12-Steckverbindersystem für 10-GBit/s-Ethernet-Netzwerke

Über neue Herausforderungen für die Verbindungstechnik bei der Einführung neuer 10 GBit/s-Steckverbinder referierte Matthias Bergmann von der Phoenix Contact GmbH & Co. KG in Bloomberg. „Bei industriellen Anwendungen mit Geschwindigkeiten von 100 MBit/s besteht seit Jahren eine Koexistenz von RJ45 und M12-Steckverbindern”, erklärte Bergmann. Während der RJ45-Steckverbinder von seiner weiten Verbreitung im Büroumfeld und damit günstigen Preisen profitiere, biete der M12-Stecker in industriellen Anwendungen aufgrund des robusten Aufbaus auch unter widrigen Umgebungsbedingungen einen sicheren Betrieb. Um die gestiegenen Anforderungen an die Übertragungsrate zu erfüllen, sei ein komplettes M12-Steckverbindersystem für den Einsatz in 10-GBit/s-Ethernet-Netzwerken entwickelt worden. Hierzu habe auch die Auswahl geeigneter Materialien gehört. Umfangreiche Voruntersuchungen zum frequenzabhängigen Verhalten unterschiedlicher Kunststoffe hätten zu einer optimalen Auswahl der verwendeten Materialien und der damit einhergehenden Verminderung der im Stecker auftretenden Reflexionen geführt.

Anwendungen in der Solartechnik und der Automobilindustrie

Über die speziellen Anforderungen für Photovoltaik-Steckverbinder sprach Stefan Jörgens von der Lumberg Connect GmbH in Schalksmühle. ,,Steckverbinder sind hinsichtlich der Leistungsfähigkeit, Effizienz und Langlebigkeit von Photovoltaik-Installationen von hohem Interesse”, argumentierte Jörgens. Es sei ein klares Erfordernis, die Gesamtkosten der photovoltaischen Energieerzeugung auch bei den Steckverbindern weiter zu senken, um das Ziel der grid-parity möglichst schnell zu erreichen. Neben den Herstellkosten seien zunehmend auch Installations- und Servicekosten zu berücksichtigen. Diese würden sich häufig in Zeiteinheiten bemessen lassen, so dass die Forderung nach deutlich vereinfachten und flexibleren Verdrahtungsmethoden allgegenwärtig sei.
Das Thema eMobility stand wiederum im Fokus eines Vortrags von Dr. Andreas J. Schmid von der Münchener FCT electronic GmbH. „Es Ist keine Frage mehr, ob die Elektromobilität eine Ergänzung zum Verbrennungsmotor ist“, erläuterte Schmid. Die Frage sei vielmehr, ab wann die geeignete Infrastruktur sowie ein ausreichendes Angebot an Elektrofahrzeugen für den privaten und gewerblichen Einsatz zur Verfügung stehe. Ein wesentliches Element zur nationalen und internationalen Umsetzung und Einführung einer großflächigen Infrastruktur sei die Normung der notwendigen Komponenten für die Netzintegration von Elektrofahrzeugen. Hierzu habe die Firma FCT electronic als Wegbereiter der eMobility zusammen mit weiteren Unternehmen in partnerschaftlicher Zusammenarbeit wesentliche Beiträge zur Entwicklung und Standardisierung des Typ II Steckers geleistet. Um den Markt bereits jetzt mit den notwendigen Komponenten für die eMobility bedienen zu können, hätten die beteiligten Unternehmen zusammen mit dem DKE/VDE eine entsprechende Anwendungsrichtlinie erarbeitet.

Vortrag von Dr. Michael Leidner (Tyco Electronics) anlässlich des Connectors Symposiums
Vortrag von Dr. Michael Leidner (Tyco Electronics) anlässlich des Connectors Symposiums

Quelle: Froböse, Ralf: Elektrische und optische Verbindungstechnik 2011. Zeitschriftartikel in der „Mechatronik“, 6/2011, Seiten 10-11, IGT Verlag, München

4. Symposium Connectors vom 6. bis 7. März 2013
(Auszug aus GMM Mitgliederinfo)

Neue Herausforderungen für die Verbindungstechnik

Die elektrische und optische Verbindungstechnik gehört seit jeher zu den anspruchsvollen und vielfältigen Tätigkeitsfeldern für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Die rasanten Entwicklungen in der Automobiltechnik, E-Mobility, Automatisierungs-, Informations- und Kommunikationstechnik sowie der Energietechnik führen darüber hinaus zu völlig neuen Herausforderungen, die sich nur mithilfe eines breiten interdisziplinären Know-hows meistern lassen. Über die neuesten Entwicklungen im Bereich der optischen und elektrischen Verbindungstechnik diskutierten anlässlich der von der VDE/VDI-Gesellschaft Mikroelektronik, Mikrosystem- und Feinwerktechnik (GMM) in Zusammenarbeit mit der Hochschule Ostwestfalen-Lippe und dem VDI Ostwestfalen-Lippe Bezirksverein e.V. organisierten Fachtagung „Symposium Connectors – Elektrische und optische Verbindungstechnik 2013“ Experten aus Forschung und Technik.

Die elektrische und optische Verbindungstechnik gehört seit jeher zu den anspruchsvollen und vielfältigen Tätigkeitsfeldern für Ingenieure und Naturwissenschaftler. Die rasanten Entwicklungen in der Automobiltechnik, E-Mobility, Automatisierungs-, Informations- und Kommunikationstechnik sowie der Energietechnik führen darüber hinaus zu völlig neuen Herausforderungen, die sich nur mit Hilfe eines breiten interdisziplinären Know-hows meistern lassen. „Das Symposium Connectors wurde initiiert, um Fachleuten in der Wachstumsbranche der elektrischen und optischen Verbindungstechnik eine Plattform zur Präsentation und Diskussion aktueller technischer Erkenntnisse und neuer Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung anzubieten“, erläuterte der Chairman der Veranstaltung Professor Dr.-Ing. Jian Song vom Labor für Feinsystemtechnik der Hochschule Ostwestfalen-Lippe in Lemgo. Die Bandbreite der Themen erstrecke sich von neuen Entwicklungen und aktuellen Erkenntnissen in der elektrischen und optischen Verbindungstechnik und Kontaktphysik bis hin zur Werkstofftechnik, Berechnung, Simulation, Konstruktion und Prüfung. In seiner Keynote unterstrich Ralf Milke, Leiter Elektrik-/Elektronik-Entwicklung Karosserieelektronik und Bordnetz bei Volkswagen, die großen Herausforderungen an die elektrische Verbindungstechnik im automotiven Bordnetz. „In der Automobilentwicklung erleben wir zurzeit zahlreiche Veränderungen“, unterstrich der Experte. Zu den Treibern zählten stetig steigende Kundenanforderungen im Wettbewerb, verschärfte Umweltauflagen sowie der Wunsch, Automobile kosten- und qualitätsoptimiert zu fertigen. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Elektrik- und Elektronikkomponenten des Bordnetzes könne die Zukunft des Automobils aktiv gestaltet werden. Aspekte wie die Verbesserung der Umweltverträglichkeit durch hohe Reduktion der CO2-Emissionen oder durch die Elektrifizierung des Antriebs demonstrierten das Potenzial weiterer Entwicklungen. Durch die vielfältigen Aktivitäten im Bereich der Bordnetzentwicklung zeige sich, dass das verbleibende Potenzial der aktuellen Generation von Bordnetzen längst nicht die Grenzen des wirtschaftlich Machbaren erreicht habe. Die weiteren Meilensteine seien die Anbindung des Automobils an die bestehende Infrastruktur und die Realisierung von Fahrerassistenzsystemen der nächsten Generation.

Langzeitstabile Verbindungen von Kupfer und Aluminium

Langzeitversuche zum Alterungsverhalten von geschraubten Verbindungen mit Stromschienen aus Aluminium und Kupfer sowie verzinnten und versilberten Stromschienen aus Kupfer standen im Fokus eines Forschungsprojekts des Instituts für Elektrische Energieversorgung und Hochspannungstechnik an der Technischen Universität Dresden. Es konnte gezeigt werden, dass bei den untersuchten Systemen unterschiedliche Alterungsmechanismen kombiniert zusammenwirken. In ihrem Referat wies Stephanie Pfeifer darauf hin, dass parallele Versuche im Gange seien, um diese Mechanismen zu verstehen. Dahinter stecke das Ziel, Lösungsmöglichkeiten für langzeitstabile Verbindungen von Kupfer und Aluminium zu erarbeiten. Über die Definition der Dauergebrauchstemperatur von Kunststoffen und deren Einfluss auf die Produkteigenschaften von Kunststoffen referierte Birgit Deutschen von der Blomberger Phoenix Contact GmbH & Co. KG. Dabei verwies sie auf den relativen Temperaturindex RTI beziehungsweise den Temperaturindex TI, die seit Jahren für die Dauergebrauchstemperatur von Steckverbindern stehen. Beide Indizes beziehen sich auf den Abfall mechanischer oder elektrischer Ausgangseigenschaften um 50 Prozent bei Temperaturverlagerung. In Feldversuchen habe sich laut Deutschen gezeigt, dass Steckverbinder, die über einen längeren Zeitraum hinweg mit Temperaturen im Bereich der RTI/TI-Werte belastet werden, braun und brüchig werden. Zu diesem Zweck wurden bei Phoenix Langzeitversuche durchgeführt. Dabei sollte ermittelt werden, ob sich die an Probekörpern ermittelten Temperaturindizes auf die Eigenschaften von realen Steckverbindern übertragen lassen. Die Versuche zeigten, dass ein dauerhafter Einsatz von flammgeschütztem, unverstärktem Polyamid bei Temperaturen im Bereich der RTI beziehungsweise TI-Werte die Lebensdauer der Artikel deutlich herabsetzt und eine größere mechanische Belastung der Artikel nach circa sechs Wochen Dauerwärmebehandlung nicht mehr stattfinden sollte.

Bild: HS-OWL, Audimax
Bild: HS-OWL, Audimax

 

Möglichkeiten der Edelmetalleinsparung

Vor dem Hintergrund steigender Rohstoffkosten und stark gestiegener Edelmetallpreise befassten sich zwei Vorträge mit den Einsparpotenzialen für Edelmetalle. Dr. Isabell Buresch von der Ulmer Wieland-Werke AG stellte sich die Frage, inwieweit Zinn als „low cost“-Oberfläche dienen könne. Dabei zeigte sich, dass ein Ersatz von Edelmetalloberflächen durch Zinnbasisbeschichtungen nur durch eine teilweise Substitution von Edelmetalloberflächen zu befriedigenden Ergebnissen führt. Thomas Frey von der in Königsbach-Stein ansässigen IMO Oberflächentechnik GmbH sieht wiederum eine Reihe von Einsparpotenzialen für Edelmetalle durch den Einsatz hochpräziser Verfahrenstechniken und die Herstellung alternativer Schichtsysteme. „Werden alle Möglichkeiten, die die Galvanik bietet, optimal ausgenutzt, können große Mengen an Edelmetall eingespart werden“, erläuterte der Experte. Diese Reduktion des Edelmetalleinsatzes führe direkt zu erheblichen Kostensenkungen des Endprodukts. Über Werkstoffinnovationen für E-Mobility Anwendungen sprach Udo Adler von der KME Germany AG. „Die schnell vorangetriebene Entwicklung von elektrisch betriebenen Fahrzeugen bietet großes Potenzial für Connector-Hersteller“, zeigte er sich überzeugt. Dabei gelte es, neue Konzepte zu entwickeln, die auf die speziellen Anforderungen von E-Fahrzeugen zugeschnitten seien. Im Rahmen des Vortrages dokumentierte Adler diese Entwicklung aus der Sicht eines Material- und Halbzeuglieferanten. Dabei wurden Materialinnovationen präsentiert, welche speziell auf die Anforderungen der E-Mobilität ausgelegt sind. Über neue Erkenntnisse im Bereich der Crimpkontaktierung und Verarbeitung von Al-Litzenleitern für automotive Anwendungen berichtete Dr. Helge Schmidt von der Bensheimer Tyco Electronics AMP GmbH. Seinen Ausführungen zufolge gehört die Anschlusskontaktierung von Al-Drähten im Vergleich zu Cu-Drähten als Folge der Kostenentwicklung und einer möglichen Gewichtsreduzierung zu den aktuellen Themen der Branche. So betrage das Einsparpotenzial in einem durchschnittlichen Mittelklassefahrzeug bis zu 4 kg. An Hand von FEM-Simulationen konnte gezeigt werden, dass die Rahmenbedingungen zum Kriechen des Aluminiums bei einer ordnungsgemäßen Verarbeitung des Aluminiumlitzenleiterdrahtes kaum gegeben seien, da im F-Crimp eine nur vergleichsweise geringe, bleibende mechanische Beanspruchung stattfinde. Neue Herausforderungen für die Verbindungstechniken stellen sich auch im Rahmen der 40-GBit/s-Übertragungstechnik. Nach Angaben von Ralf Tillmanns von der Phoenix Contact GmbH & Co. KG werde man nur mit hohen Anforderungen an die Verbindungstechnik in der Lage sein, die hohen Anforderungen zur Übertragung von 40 GBit/s-Ethernet zu erreichen. Auf Grund der hohen Empfindlichkeit gegen äußere Störungen werde die Schirmung eine große Bedeutung übernehmen. Dabei sei zu beachten, dass der Luftspalt zwischen den Schirmkontakten Stecker und Buchse nicht zu groß sei.
Rolf Froböse


5. Symposium Connectors vom 18. bis 19. März 2015
(Auszug aus GMM Mitgliederinfo)

Verbindungstechnik gewinnt branchenübergreifend an Bedeutung
Elektrische und optische Verbindungstechnik steht im Fokus zahlreicher Forschungs- und Entwicklungsarbeiten. Trends zeigte die von der VDE/VDIGesellschaft Mikroelektronik, Mikrosystem- und Feinwerktechnik (GMM) in Zusammenarbeit mit der Hochschule Ostwestfalen-Lippe und dem VDI Ostwestfalen-Lippe Bezirksverein e.V. organisierte Fachtagung „Symposium Connectors – Elektrische und optische Verbindungstechnik 2015“.

Bild: Weidmüller
Bild: Weidmüller

 

Zu den Schwerpunktthemen der Fachtagung „Symposium Connectors – Elektrische und optische Verbindungstechnik 2015“ gehörten aktuelle Erkenntnisse über das Verschleißverhalten von Oberflächenschichten sowie Möglichkeiten zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften. „Erstmals gab es auf der Tagung drei Beiträge über Kunststoffe – das unterstreicht die Bedeutung dieses Themas für Steckverbinder“, erläuterte der Chairman der Veranstaltung Professor Jian Song vom Labor für Feinsystemtechnik der Hochschule Ostwestfalen-Lippe in Lemgo. Song hob in diesem Zusammenhang auch den vorwettbewerblichen Charakter der Veranstaltung hervor. So seien über 40 Prozent der Beiträge aus den Hochschulen und Universitäten gekommen.
Ein weiterer erfreulicher Trend sei die verstärkte internationale Beteiligung. Über das Verschleißverhalten gemischter Kontaktpaarungen referierte Dr. Isabell Buresch von den Ulmer Wieland-Werken. In ihrem Vortrag gab sie einen Einblick, wie sich bei der gemischten Oberflächenpaarung Silber-Zinn im Vergleich zu Zinn-Zinn und Silber-Silber die Verschleißeigenschaften verändern und welche Auswirkungen dies auf den Kontaktwiderstand und den Reibkoeffizienten hat. Dabei machte sie deutlich, dass durch gemischte Kontaktpaarungen mit verzinnten und versilberten Oberflächen der Reibkoeffizient gegenüber gleichartigen Kontaktpaarungen um bis zu 40 Prozent reduziert werden könne.



Verschleißverhalten im Blick

Einen Beitrag zum tribologischen Verschleißmodell von versilberten elektrischen Kontakten lieferte Dr. Eckhard Philipp vom „Center of Competence – Connectors“ von Robert Bosch in Schwieberdingen. Hierzu ist anzumerken, dass elektrische Kontakte für Steckverbinder in Kraftfahrzeugen kräftigen Vibrationen und Thermohüben ausgesetzt sind, die zu Relativbewegungen im tribologischen Kontakt führen können. Diese führen zwangsläufig zum Verschleiß der Kontaktbeschichtungen, was einen großen Einfluss auf die Zuverlässigkeit des elektrischen Kontaktesystems hat. Mit Hilfe von Schwingverschleißversuchen an Modellkörpern aus einer speziellen Kupferlegierung mit einer zwei bis vier Mikrometer dicken galvanischen Schicht wurde das tribologische Verhalten von elektrischen Steckkontakten auf einem sogenannten Schwingverschleißtribometer untersucht. Auf der Basis dieser Daten wurde schließlich ein Verschleiß- und Lebensdauermodell entwickelt.


Einfluss natürlicher Konvektion auf die Kontakterwärmung

In einem Gemeinschaftsprojekt der Hochschule Ostwestfalen-Lippe, der Technischen Universität Ilmenau und Phoenix Contact in Blomberg wurde die Erwärmung von elektrischen Bauteilen durch Wärmeerzeugung in Form von Joule´scher Wärme und Wärmeabfuhr in Form von Konvektion, Strahlung und Wärmeleitung bestimmt. In einer nachfolgenden Studie wurde ein Weg gezeigt, wie die Wärmeübergangskoeffizienten für Konvektion und Strahlung an komplexen elektrischen Bauteilen wie Steckverbinderkontakten ermittelt werden können. Auf der Basis dieser Daten ist es künftig möglich, Berechnungen über die Größenordnung der Wärmeübergangskoeffizienten zu ermitteln und zu verifizieren. Dr. Helge Schmidt von der TE Connectivity in Bensheim und Marjorie Myers von der Tyco Electronics Corporation in Harrisburg, PA (USA) berichteten über die ersten Untersuchungen eines neuen Silber-Palladium-Elektrolyten als Kontaktoberfläche für Steckverbinder. „Ziel war es, verschiedene Kontaktsysteme für die relevanten Tests auf Produktionsebene bereitzustellen und entsprechend die Basiseignung zu qualifizieren“, erklärten die Autoren. Die Silber-Palladium-Schicht zeige eine sehr feine, nanoskalige Kornstruktur, die hinsichtlich der Verschleißeigenschaften Silber überlegen und mit Gold (Au) sowie mit Hart-Au-Flash über Palladium-Nickel vergleichbar sei.


Kontaktierungen in schwer zugänglichen Messumgebungen

Ein MEMS-basiertes Verfahren zur Messung der Kontaktnormalkraft in Steckverbindern stand im Fokus eines Entwicklungsprojektes des Instituts für Mikro- und Sensorsysteme an der Universität Magdeburg. Mit Hilfe des neuen Verfahrens soll es künftig leichter sein, die Ursache des Versagens von Elektronikteilen, die häufig auf eine zu geringe Kontaktkraft von Steckverbindern zurückzuführen ist, zu ermitteln. Die neu vorgestellte Mikromesszelle ermöglicht es erstmals, kleine Rechteckverbinder (kleiner als 1,2 x 0,60 mm2) zu qualifizieren und Mehrpunktmessungen auch in schwer zugänglichen Messumgebungen durchzuführen.
Der Einfluss von Temperaturstabilisatoren auf Halogenidbasis in Polyamid auf das Korrosionsverhalten von Edelmetallbeschichtungen bei Steckkontakten war Gegenstand eines Vortrags von Dr. Lutz Müller, Robert Bosch. Da in den vergangenen Jahren Korrosionsfälle durch iodidhaltige Polymerstabilisatoren verursacht worden sind, suchten Müller und seine Mitarbeiter nach den zugrunde liegenden Korrosionsmechanismen. Im Rahmen dieser Untersuchungen stellte sich heraus, dass die bekannt gewordenen Korrosionsfälle an Bauteilen mit iodidhaltigem Polyamid mit Konzentrationen von mehr als 700 ppm Iodid aufgetreten sind, während bei Bauteilen von weniger als 50 ppm Iodid solche Fälle bisher nicht beobachtet worden sind. Aufgrund dieser Ergebnisse wurde empfohlen, für elektrische Anwendungen in feuchtem oder warmem Umfeld die Iodidkonzentrationen im eingesetzten Polyamid unter 50 ppm zu halten.


Steckverbinder in Automotive

Mit einem Beitrag aus dem Bereich der Automobiltechnik rundete Waldemar Stabroth von der TE Connectivity im französischen Pontoise das vielfältige Tagungsprogramm ab. In seinem Vortrag widmete er sich Zinn-Silber-Legierungen, die für die Einpresstechnik von Bedeutung sind. Letztere wird in zunehmendem Maße für Steckverbinder in der Automobilindustrie eingesetzt. In einer gemeinsam mit Dr. Manuel Vitasse verfassten Studie konnte gezeigt werden, dass sich mit dem als Agentin bezeichneten Schichtsystem in Kombination mit silberbeschichteten Leiterplatten keine unerwünschten Zinn-Whisker ausbilden. Letztere sind feine Fäden, die in der Lage sind, Strom zu führen und dadurch eine leitfähige Brücke zwischen zwei benachbarten Kontakten ausbilden.
Positiven Anklang fand ein begleitendes Tutorial zum Thema „Kontaktphysik und Oberflächen bei Steckverbindern“ von Dr. Helge Schmidt von der „Advanced Development T&C Automotive TE Connectivity“ in Bensheim. Darin wurden sowohl kontaktphysikalische Grundlagen als auch diverse Beispiele aus der Praxis vorgestellt und erläutert. (sc) Rolf Froböse

6. Symposium Connectors vom 15. bis 16. März 2017

An der Hochschule OWL entstehen die Connections von morgen

Über 200 Teilnehmerinnen und Teilnehmer sind zum Symposium Connectors gekommen.

Gemeinsam mit der VDE/VDI-Fachgesellschaft Mikroelektronik, Mikrosystem- und Feinwerktechnik und dem VDI Ostwestfalen-Lippe Bezirksverein hat die Hochschule über 200 internationale Teilnehmerinnen und Teilnehmer an den Standort Lemgo eingeladen, um sich über die neuesten Entwicklungen in der elektrischen und optischen Verbindungstechnik zu informieren und auszutauschen.
Gerade surft man durch das World Wide Web, da macht der Akku des Smartphones schlapp. Also wird das Ladekabel gezückt, angeschlossen und weiter geht´s. Nur wenige wissen, dass die Verbindung zwischen Ladekabel und Smartphone eine elektrische Steckverbindung ist. Ohne Steckverbindungen geht im elektronischen Alltagsleben fast gar nichts mehr: Im Tablet, Auto oder Telefon schließen sie die Stromkreise oder leiten Licht und sorgen so für Kommunikation, Mobilität und Versorgung mit Energie. Steckverbindungen müssen viel leisten: Sie müssen daher zuverlässig, langlebig und natürlich effizient sein. Dass dies so bleibt und noch besser wird, dafür sorgen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Ingenieurinnen und Ingenieure in Industrie und Hochschulen.

Das zum sechsten Mal an der Hochschule OWL stattfindende Symposium Connectors verbindet im wahrsten Sinne des Wortes die Kompetenzen und das Fachwissen von Expertinnen und Experten aus aller Welt. In den neunzehn Beiträgen von Vertreterinnen und Vertretern aus überregionalen Hochschulen und internationalen Unternehmen werden am 15. Und 16. März neue Entwicklungen und aktuellen Erkenntnisse aus der elektrischen und optischen Verbindungstechnik präsentiert und neue Aspekte aus Forschung und Entwicklung beleuchtet. Thematisch bilden sich einige Schwerpunkte, die auch aktuelle Fragestellungen der Branche widerspiegeln. Neben der Prüfung und Simulation liegt der Fokus auf der Oberflächen- und Materialauswahl sowie der grundlegenden Kontaktphysik.
„Ich freue mich, dass über 200 Teilnehmerinnen und Teilnehmer aus Deutschland, Europa und Asien zu der Veranstaltung gekommen sind“, so Professor Jian Song vom Fachbereich Maschinentechnik und Mechatronik der Hochschule OWL, der die Veranstaltung ausrichtet. „Viele bedeutende Global Player der Branche und alle deutschen Hochschulen, die sich mit dem Thema befassen, sind mit Vorträgen vertreten."

Der hohe Zulauf und die Anzahl an Beiträgen unterstreichen den Stellenwert der Tagung, die zu den größten ihrer Branche in Europa zählt und sich auf einem hohen fachlichen Niveau befindet. Gleichzeitig zeigt sich hierin aber auch die intensive Entwicklungs- und Forschungsarbeit, die auf dem Gebiet der Verbindungstechnik in den letzten Jahren geleistet wurde. Eine funktionierende und optimierte Verbindung ist die Basis für alle weiteren Entwicklungen in der Elektro- und Informationstechnik. „Das Symposium vernetzt nicht nur Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler und Ingenieurinnen und Ingenieure miteinander, sondern bringt sie auch ins Gespräch mit Unternehmen. So entstehen die Connections von morgen“, so Professor Jian Song.

 

Folgende Weiterbildungsseminare finden jährlich statt:

• Steckverbindungen und Kontaktphysik
• Kunststofftechnik
• Statistische Versuchsplanung

Die Veranstaltungen fanden teils an der HS-OWL und teils in verschiedenen Unternehmen statt. Insgesamt nahmen über 300 Teilnehmer aus ca. 20 Unternehmen, meistens aus der Region OWL, an den Seminaren teil.