Kontaktierungsverfahren für Elektronikbaugruppen an neuartige Bordnetzsysteme

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jörg Ernst Franke
• Fachliche Zuordnung: Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung ; Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 253770346

Fahrzeugsicherheit, -effizienz und -ausstattung gehören zu den wesentlichen Entscheidungskriterien für den Neukauf eines Automobils. In allen Bereichen beruht der technologische Fortschritt zumeist auf Funktionen, die mittels elektronischer Komponenten realisiert werden. Diese Entwicklung spiegelt sich auch in dem stetigsteigenden Komplexitätsgrad von Bordnetzsystemen wieder, der trotz des verstärkten Einsatzes fortschrittlicher Bussysteme an Gewicht und Bauraum mehr und mehr zunimmt. In der Konsequenz ist das Bordnetz zu einem der schwersten und kostenintensivsten Module im PKW geworden. Neben dem steigenden Elektronikeinsatz sind hierbei insbesondere die manuelle Konfektionierung und Montage des konventionellen Kabelbaumes für die hohen Kosten verantwortlich, da aufgrund der großen Variantenvielfalt, der hohen Anzahl individueller Teile und der aufwändigen Handhabung eine Automatisierung auf Basis herkömmlicher Technologien praktisch nicht möglich ist. Vor diesem Hintergrund wurden Entwicklungen zu neuartigen Leitersystemen, wie flexible Flachleiter oder additiv aufgebrachte Leiterstrukturen vorangetrieben, die einerseits eine Kosten- und Gewichtsreduzierung und andererseits eine Erhöhung der Flexibilität ermöglichen. Um den technologischen Vorteil nutzen zu können, müssen ergänzend Lösungen für eine automatisierte Ankontaktierung der Elektronikkomponenten gefunden werden. In diesem Kontext konnte im bisherigen Verlauf des Forschungsprojekts eine neuartige Kontaktierungsmethode erforscht werden, die es ermöglicht, Elektronikkomponenten automatisiert an neuartige Bordnetzstrukturenzu kontaktieren und dabei die Teilprozessschritte Montage, Abisolation und Kontaktierung zu vereinen. Dies umfasst die ganzheitliche Konzeption eines universell einsetzbaren Kontaktierungsverfahrens auf Basis der geltenden Prüfnormen im Automobilbau, der grundlegenden Analyse der Kontaktierungseffizienz bezüglich mechanischer und elektrischer Parameter, der umfassenden Beurteilung der Langzeitzuverlässigkeitund dem exemplarischen Aufbau eines Funktionsdemonstrators. Um auch den vermehrt aufkommenden hohen Anforderungen an die übertragbare Datenraten signalführender Leitungen gerecht zu werden, soll in einem dritten Projektjahr die Kontaktierungsmethodezudem bezüglich der Hochfrequenztauglichkeit charakterisiert werden. Darüber hinaus ist der aufgrund seiner Kosten- und Gewichtsvorteile immer interessanter werdende, alternative Leiterwerkstoff Aluminium ebenfalls Forschungsgegenstand für das Kontaktierungsverfahren neuartiger Bordnetzsysteme. Abschließend soll in Form eines neuen Demonstratoraufbaus gezeigt werden, dass das elektrische Kontaktierungsverfahren die automatisierte Vernetzung von signalführenden und aluminiumbasierenden Leitungen erlaubt und damit den zukünftigen Anforderungen aninnovative Bordnetzsysteme gerecht werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen