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Natürlich geht ein Kamel durch ein Nadelöhr

Text: Nicole Wittmann, A&D Fotos: E&E Kabel
Ein Trend beherrscht die Automatisierung seit längerem: Alles wird kleiner. Immer filigraner werden deshalb auch die Kabel. Um Miniaturkabel fertigen zu können, bedarf es jedoch einer ausgefeilten Produktionstechnik und viel Erfahrung.

In Oer-Erkenschwick werden in den Fertigungshallen von Ernst & Engbring (E&E) Kabel hergestellt, die zu klein sind, um ihr Innenleben mit bloßem Auge erkennen zu können. Erst mithilfe einer Lupe lassen sich die zarten Materialien von einander unterscheiden. In solchen Miniaturkabeln sind Einzeladern mit einem Durchmesser von gerade einmal 18 µm, also 0,018 mm, verarbeitet. Das Gesamtkabel misst insgesamt nur 0,2mm. Besondere Kenntnisse in der Entwicklung, aber auch in der Fertigung sind nötig, um solch filigrane Produkte herstellen zu können. Die Entwickler müssen über ausreichend Erfahrung verfügen und die Materialien sehr gut kennen. Gefertigt werden die Miniaturkabel bei E&E auf selbst entwickelten Maschinen. „Wir wollen von der ersten Idee bis zum fertigen Produkt den ganzen Produktionsprozess selbst durchdenken“, erklärt Vertriebsleiter Michael Spicker. Das Unternehmen verfügt deshalb über einen eigenen Maschinenbau, einen eigenen Werkzeugbau und eine eigene Elektronikwerkstatt. Die Ausrüstung der Maschinen ist sehr klein, Spulen zum Beispiel besitzen mitunter die Größe von Nähgarnspulen. Die Fertigungstoleranzen sind äußerst gering und die Fertigungsparameter müssen genau überwacht werden.Seit etwa zwanzig Jahren fertigt das westfälische Unternehmen Miniaturkabel. Angestoßen wurde die Fertigung der Minikabel durch eine Kundenanfrage: Ein Endoskopiekabel für die Medizintechnik war gefordert. Der Kunde hatte damals seine Wünsche geäußert und die Entwickler bei E&E setzten sich daran, diese umzusetzen. „Außerhalb der üblichen Arbeitszeiten und zusätzlich am Wochenende haben wir Versuche gefahren und erste Werkzeuge und Muster produziert“, erinnert sich Entwicklungsmitarbeiter Josef Kleine Büning.

Es steckt viel Potenzial im kleinen Kabel

Weil das Unternehmen das Potenzial erkannt hat, hat es die Miniaturkabel weiter vorangetrieben. Das Umsatzwachstum bei den Miniaturkabeln sei überdurchschnittlich gut, merkt Spicker an. „Die Projekte, die wir bekommen, nehmen zu und werden größer“, so der Vertriebsleiter weiter. Momentan beträgt der Anteil der Miniaturkabel am Gesamtumsatz etwa 30 Prozent. „Anfangs war die Miniaturfertigung noch in die normale Fertigung integriert, zwar in einem eigenen Raum, aber eben nur auf wenigen Quadratmetern“, erinnert sich Kleine Büning. Heute wird auf 1500Quadratmeternin einer eigenen Fertigungshalle im Drei-Schicht-Betrieb produziert. Da sehr genau gearbeitet werden muss und teure Materialien verarbeitet werden, müssen die Werker über viel Feingefühl verfügen. Im Miniaturkabel sind die einzelnen Adern zum Teil dünner als ein menschliches Haar. Der Verkleinerung sind jedoch natürliche Grenzen gesetzt. Je kleiner das Kabel wird, desto größer ist der Leiterwiderstand und damit die Dämpfung. Auch in der Fertigung müssen die einzelnen Herstellungsschritte noch realisierbar sein. Zu guter Letzt muss schließlich auch der Kunde die Kabel noch verarbeiten können. E&E-Mitarbeiter Kleine Büning erinnert sich: „Einmal mussten wir den Leitungsquerschnitt wieder vergrößern, weil der Kunde die Kabel nicht konfektionieren konnte. Es mangelte an den nötigen Einrichtungen.“Kommen die Kabel aus der Fertigung werden sie bestimmten Qualitätstest unterzogen. Standardmäßig wird auf Durchgang, Hochspannung und Kurzschluss gestestet. Weitere Prüfungen sind typabhängig, etwa Kapazitäten, Wellenwiderstände, Dämpfung, Abschirmwerte. In der E&E-eigenen Folterkammer für Kabel werden Biegewechsel getestet. Die Kabel werden geknickt, gebogen und gedreht. Mit den Miniaturkabeln folgt der Kabelhersteller einem allgemeinen Trend am Markt: Alles wird kleiner. Vor allem die Medizintechnik schreitet hier mit großen Schritten voraus, je kleiner die medizinischen Geräte sind, desto geringer ist die Belastung für den Patienten während der Untersuchung, zum Beispiel bei einer Endoskopie.

Mini für die Automatisierung

Die Miniaturkabel werden auch in der Automatisierung eingesetzt. Sie kommen überall dort zum Einsatz, wo Standardprodukte aufgrund von vorgegebenen Bauformen nicht verwendet werden können. „Ein Sensor zum Beispiel, der während der Produktion Daten aufnimmt, wird oft in kleinen Räumen angebracht. Dementsprechend werden auch die Kabel kleiner“, sagt Kleine Büning. Ab welcher Größe ein Kabel zum Miniaturkabel wird, lässt sich pauschal nicht sagen. Das hängt schlicht von der Perspektive des Betrachters ab, merkt der Entwicklungsmitarbeiter an: „Setzt jemand Kabel ein mit 1000 Volt und 30 Zentimeter Durchmesser , sind für ihn schon Kabel, die man standardmäßig im Haus verlegt, Miniaturkabel.“ In der Medizintechnik sind Kabel nicht selten ein bis fünf Millimeter dick. „Da geht es auch bis in die Mikrometer hinunter“, so der E&E-Mitarbeiter.

Eigenschaften beibehalten

Kleine Kabel müssen im Prinzip das gleiche können wie große Kabel. „Die mechanische Festigkeit nimmt natürlich ab“, merkt Entwicklungsmitarbeiter Kleine Büning an. Das liegt schlicht daran, dass die Wandstärken dünner werden und die Zugfestigkeit abnimmt. Die Miniaturisierung wirkt sich auch auf die Datenübertragung aus. Die Datenmenge, die übertragen werden kann, reduziert sich und auch die Strecke, über die hinweg die Daten übermittelt werden, wird geringer. „Die Kunst besteht darin, möglichst kleine Kabel zu produzieren - dabei aber die elektrischen und mechanischen Eigenschaften weitestgehend beizubehalten“, sagt Kleine Büning.

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