Wenn Kreativität zur Passion wird

Wenn es um die Sicherheit und den Schutz des menschlichen Lebens geht, gilt das Null-Toleranz-Prinzip unabdingbar. Für die Sicherheitstechnik bedeutet dies, dass die Bauteiltoleranzen für eine Optimierung der Messgenauigkeit so gering wie möglich gehalten werden. Denn passive Bauelemente ganz ohne Toleranzen gibt es (leider) nicht. Dass Mixed-Signal-Baugruppen in diesem Bereich besondere Anforderungen im Minimalismus mit Bezug auf Packungsdichte und Formfaktor stellen, kommt dann noch dazu.

Safety first ohne Wenn und Aber

Ein Hersteller von Sicherheitstechnik für die Automobilindustrie und die dafür benötigten sehr genauen Messungen an hochgradig sensiblen Systemen der Datenerfassung von Crashtests hatte jedoch noch weitergehende Ansprüche: Die Herausforderung für die Kraus Hardware GmbH, bekannt für Spezialapplikationen von Prototypen bis mittlere Serien, war enorm. Sie bestand darin, den analogen Eingangskreis auf dem bereits fertigen Platinen-Layout mit Kapazitäten zu bestücken, die in der E-Reihe nicht existieren und einer Toleranz von unter 1% entsprechen sollten, um exakte Messergebnisse bei Crashtests zu eruieren. Die Toleranzen von handelsüblichen Kondensatoren liegen bekanntlich bei ≥5% und sind für diese Zwecke unbrauchbar.

Das waren die strengen Auflagen für das im Großraum Frankfurt ansässige Unternehmen – und die machten die Ausführung des Projekts besonders schwierig. Eine Sonderfertigung an Chip-Kondensatoren mit diesen Kapazitäten für eine derart kleine Serie war aus ökonomischen Gründen vollkommen ausgeschlossen. Eine weitere (und zusätzlich erschwerende) Vorgabe stellte die im Layout bereits fertig angelegte Parallelschaltung von zwei Chip-Kondensatoren dar.

In ihrer freien Gestaltung dermaßen eingeschränkt, sahen sich die Entwickler vor eine schwierige Aufgabe gestellt. Für eine Lösung war hier ein kreativer Geist gefragt.

Not macht erfinderisch

Die findigen Ingenieure von Kraus Hardware nahmen sich selbstverständlich der Direktive des Kunden und der Herausforderung des Projekts an, diskutierten und überlegten hin und her und kamen schließlich auf die Idee, die infrage kommenden Kondensatoren automatisiert zu selektieren. Und zwar so lange, bis die benötigten Kapazitäten mit der geringsten Toleranz gefunden sind. In 0,5%-Schritten sollten die Kapazitätswerte innerhalb der Herstellertoleranz in 21 Bins ausgewählt und je nach Kapazität in einem LED-markierten SMD-Container gesammelt werden. Die gewünschte Kapazität ergibt sich aus zwei Standardkondensatoren, die wiederum zusammen mit den anderen Paarungen durch die automatisierte Selektierung die entsprechende Toleranz aufweisen. Dies geschah in mehreren Durchläufen.

Mit Hilfe der anwenderspezifizierten Software ermittelten die Entwickler den Schwerpunkt der Kapazitäten, um die Ausbeute der Paarungen zu optimieren. Abschließend füllte man die so gefundenen Kapazitäten in Trays: Jetzt konnten sie maschinell bestückt und reproduzierbar gefertigt werden.

Der Kunde ist König – und manchmal mehr als das

Dass dies so gut funktioniert hat und das Projekt zu einem erfolgreichen Abschluss gebracht werden konnte, ist nur dem Erfindungsreichtum der Ingenieure von Kraus Hardware zu verdanken. Durch ihre Kreativität und Beharrlichkeit und vor allem mit dem Bewusstsein, dass Dienen vor Verdienen kommt, kann das Unternehmen immer wieder durchschlagende Erfolge verbuchen.
Auch der Kunde ist begeistert. Die Bestückung der Platinen konnte jetzt vorgenommen werden.

Mit Leistungsbereitschaft und Leidenschaft und der Suche nach dem absolut Machbaren trägt Kraus Hardware im kleinsten Detail mit dazu bei, die Zahl der Toten und Verletzten auf unseren Straßen zu reduzieren. Safety first eben.

Zur Selektierung der Kondensatoren benutzten die Ingenieure bei Kraus die R/L/C Messbrücke HM8118 von HAMEG, das Messdatenerfassungssystem ADwin von Jäger und die bereits erwähnte speziell programmierte Software.

(sr)