Modellversuchsstand für experimentelle Untersuchungen zum Stecken und Ziehen mit elektrischer Belastung an Steckverbindern

Abstract:
In der Elektrotechnik und Elektronik werden Steckverbinder eingesetzt, um Baugruppen oder Bauteile mechanisch und elektrisch zu verbinden bzw. voneinander zu trennen. Teilweise werden diese Steckverbinder unter extremen Einsatzbedingungen (Stecken und Trennen unter Last) – weit außerhalb ihrer vom Hersteller qualifizierten Bereiche – genutzt, was mitunter zum Ausfall der Verbindungen führt. Zielstellung der Arbeit ist es, neben dem Sammeln von Erkenntnissen zum Langzeitverhalten der Steckverbinder unter Normbedingungen auch die Grenzbereiche bei neuen Anwendungen mit Schaltlast zu erforschen. Hierbei soll insbesondere der Einfluss von mechanischen und elektrischen Größen auf die Einsatzfähigkeit bewertet werden. Wir stellen dazu einen neu konzipierten Modellversuchsstand vor mit dem experimentelle, zyklische Untersuchungen an Steckverbindern automatisiert durchgeführt werden können. Dieser Teststand ist exakt an die Messerfordernisse aus den Normen angepasst und hinsichtlich weiterführender Material- bzw. Werkstoffanalysen optimiert. Er zeichnet mithilfe eines Auswertesystems Weg, Zeit, Geschwindigkeit, Steck- und Ziehkräfte, Temperaturen, Kontakt- bzw. Durchgangswiderstände, sowie Strom- und Spannungsverläufe auf. Die Steuerung des Antriebes sowie die benötigten Regelungsabläufe und Sicherheitsabfragen erfolgen über gemeinsame Steuer- und Realtime-Komponenten. In dem Beitrag wird die Herangehensweise zum Aufbau des Versuchsstandes und zur Diagnose des Verschleißes aufgrund von tribologischen und lichtbogen-basierenden Vorgängen vorgestellt. Es werden ausgewählte Ergebnisse zu den Zusatzbelastungen, die während eines Schaltvorgangs auftreten, präsentiert.