月: 2023年4月

Was ist ein Silizium-Wafer?

Ein Silizium-Wafer ist ein Material für Halbleiterprodukte. Silizium bedeutet Silizium und ein Wafer ist ein dünn geschnittener Zylinder. Ein Silizium-Wafer ist also eine dünne Scheibe aus einem Silizium-Einkristall.

Silizium ist ein typisches Material für elektronische Geräte. Und unser Leben wird von elektronischen Geräten unterstützt. Da die Nachfrage nach elektronischen Geräten in Zukunft steigen wird, dürfte auch die Nachfrage nach Silizium-Wafern zunehmen.

Anwendungen von Silizium-Wafern

Silizium-Wafer sind im täglichen Leben nicht sichtbar, aber sie werden mit Sicherheit in elektronischen Geräten verwendet. Silizium-Wafer werden als Trägermaterial für Halbleiterprodukte verwendet. Typische Beispiele für Halbleiterprodukte, die verwendet werden, sind im Folgenden aufgeführt:

• Büroautomatisierungsgeräte wie Smartphones und Computer
• Steuergeräte für mobile Geräte wie Autos und Flugzeuge
• KI und Roboter-Innenleben
• Solarzellen

Funktionsweise von Silizium-Wafern

Silizium-Wafer werden aus dem Element Silizium hergestellt. Silizium ist nach Sauerstoff das am zweithäufigsten vorkommende Element auf der Erdoberfläche. Es kommt häufig in Böden und Gesteinen vor, aber das Material für Silizium-Wafer wird mit Quarz veredelt.

Für die Herstellung von Silizium-Wafern wird ein zylindrischer Siliziumstab, ein so genannter Silizium-Block, verwendet. Silizium-Wafer werden durch Schneiden von Siliziumblöcken in dünne Scheiben hergestellt.

Siliziumblöcke müssen aus hochreinen Siliziumkristallen hergestellt werden. Sie werden nach zwei Hauptverfahren hergestellt: dem CZ-Verfahren (Czochralski-Verfahren) und dem FZ-Verfahren (Floating-Zone-Verfahren).

1. Die CZ-Methode

Bei der CZ-Methode wird das Silizium-Rohmaterial in einem Hochtemperaturofen bei über 1000 °C geschmolzen. Ein Silizium-Keimstab wird in den Ofen eingeführt und schwimmt, während er mit hoher Geschwindigkeit rotiert, um den Siliziumblock fertigzustellen.

2. FZ-Verfahren

Beim FZ-Verfahren wird polykristallines Siliziummaterial in Stabform verwendet. Das Rohmaterial wird auf das monokristalline Silizium-Keimmaterial aufgebracht und die Grenzfläche wird induktiv erwärmt. Das polykristalline Siliziummaterial wird dann monokristallin und ein Siliziumbarren ist fertig.

Weitere Informationen zu Silizium-Wafern

1. Verfahren zur Herstellung von Silizium-Wafern

Silizium-Wafer werden aus Siliziumblöcken hergestellt, die nach den beiden oben genannten Verfahren produziert wurden. Der Herstellungsprozess läuft wie folgt ab:

• Schneiden der Ingots
  Die Ingots werden mit Diamantscheiben geschnitten, um Wafer der gewünschten Dicke herzustellen.
• Polieren der Wafer
  Um die Qualität des Schaltungsmusters zu erhalten, wird die Oberfläche des Wafers auf eine spiegelglatte Oberfläche poliert. Sie ist somit frei von Partikeln und anderen Verunreinigungen.

Einer der Gründe für die große Entwicklung von integrierten Schaltkreisen in großem Maßstab unter Verwendung von Silizium-Halbleitern ist die Einführung einer Technologie, die die Massenproduktion von hochreinen, fehlerfreien Silizium-Einkristallen zu relativ niedrigen Kosten ermöglicht. Das hergestellte Silizium hat einen ultrahohen Reinheitsgrad von 99,999999999 % oder mehr.

Die Technologie zur Herstellung von Siliziumblöcken wird immer weiter verbessert. Der Durchmesser der Ingots konnte bisher von 20 mm auf 200 mm erhöht werden.

2. Marktanteil von Silizium-Wafern

Der weltweite Elektronikmarkt wächst von Jahr zu Jahr, und die Halbleiterindustrie wird immer wichtiger, um dieses Wachstum zu unterstützen. 2019 hatte der Halbleitermarkt ein negatives Wachstum, wächst aber auch nach der Rezession weiter. Der Markt für Silizium-Wafer hatte im Jahr 2018 einen Wert von 11,9 Milliarden US-Dollar.

Marktanteil von Siliziumwafern nach Verbrauchsregion
Der Anteil nach Verbrauchsregionen ist wie folgt: Südkorea (35%), Nordamerika (29%), Taiwan (16%), China (10%) und Japan (7%), wobei Nordamerika, Südkorea und Taiwan, wo die Halbleiterhersteller ansässig sind, die größten Anteile halten.

Anteil der Siliziumwaferverkäufe nach Nationalität der Hersteller
Die Anteile nach Nationalität der Hersteller sind Japan (55 %), Taiwan (20 %), Deutschland (14 %) und Südkorea (10 %), wobei japanische Unternehmen einen hohen Anteil halten.

Was ist Quarzsand?

Quarzsand ist ein Produkt aus Quarzkörnern, die in der Froschaugen-Tonschicht (Geilomenend) enthalten sind, die ausgewaschen, getrocknet und klassifiziert werden.

Er wird auch als Quarzsand bezeichnet. Er zeichnet sich durch seine Härte, hohe Feuerbeständigkeit und hervorragende Chemikalien- und Säurebeständigkeit aus.

Verwendungszwecke von Quarzsand

Quarzsand wird in verschiedenen Bereichen verwendet, unter anderem im Baugewerbe und in der verarbeitenden Industrie, wie zum Beispiel

1. Im Bauwesen

• Für Baumaterialien: verschiedene Mörtelzuschläge
• Pflasterung: Fugen, Verzahnung, usw.
• Landschaftsbau: Zuschlagstoffe für die Bodenverbesserung, ästhetische Zuschlagstoffe, sanitisierter Sand, usw.
• Formgebung: Zuschläge für die Betonformgebung
• Zuschläge für Gießereien
• Glasbaustoffe

2. Andere Bereiche

• Zuschläge für Sandstrahlen
• Für die Wasser- und Abwasserfiltration
• Für die Reinigung von Wirbelschichtanlagen
• Für Bedachungen
• Für Farben und Beschichtungen
• Fugenmörtel für Golfplätze
• Für Bunker

Das Prinzip von Quarzsand

Quarzsand wird aus Quarzkörnern hergestellt, die in der Schicht des Froschaugenlehms (Geilomenend) enthalten sind und die ausgewaschen, getrocknet und klassiert werden. Diese Quarzkörner werden aus Quarzgesteinsformationen abgebaut, wo das Quarzgestein in Granulatform zerkleinert wird. Quarzgesteinsformationen entstehen auch, wenn saures Gestein wie Granit und Quarzgestein über einen langen Zeitraum verwittert und zersetzt wird und als chemisch stabile, verwitterungsbeständige Quarzpartikel in Flüsse und das Meer transportiert und dort abgelagert wird.

Quarzsand spiegelt also die Eigenschaften von Quarz wider. Er zeichnet sich durch seine Härte, seinen hohen Schmelzpunkt von etwa 1.680 °C und seine feuerfesten Eigenschaften aus. Darüber hinaus verfügt er über eine hervorragende Chemikalien-, Säure- und Laugenbeständigkeit sowie über eine hohe Witterungs- und Abriebbeständigkeit.

Weitere Informationen über Quarzsand

1. Normen für Quarzsand

Ein Beispiel für eine Norm über Quarzsand ist die japanische Industrienorm JIS G 5901 (2016): Quarzsand für Formen. Nach dieser Norm wird Quarzsand in 11 Größen von Nr. 3 bis Nr. 8 (in Abständen von 0,5) eingeteilt. Der gröbste Quarzsand mit einer nominalen Maschenweite von 1.700 µm ist Nr. 3, die Anzahl der Größen nimmt mit abnehmender Größe zu und der feinste Quarzsand ist Nr. 8.

Die Norm legt auch den Feinanteil in jeder Größengruppe fest: Bei relativ groben Quarzsanden Nr. 3 bis Nr. 5 sollte der Feinanteil von 20 µm bis 106 µm 2 Gew.-% nicht überschreiten; bei relativ feinen Quarzsanden Nr. 5,5 bis Nr. 7 sollte der Feinanteil von 20 µm bis 53 µm 1 bis 2 Gew.-% nicht überschreiten.

2. Anwendungsspezifische Eigenschaften von Quarzsand

Quarzsand wird in verschiedenen Anwendungsbereichen eingesetzt, wobei bei der Verwendung als Glasrohstoff oder als Gussaggregat Vorsicht geboten ist.

Bei der Verwendung als Glasrohstoff muss der SiO2-Gehalt mindestens 99,5 % betragen. Quarzsand enthält neben Quarz (SiO2) auch Mineralien wie Fe2O3, FeO, Al2O3, CaO, MgO, TiO2, K2O und Na2O. Bei der Verwendung als Rohstoff für Glas verursacht Eisen eine Färbung und vermindert die Lichtdurchlässigkeit, weshalb der Fe2O3-Gehalt reguliert werden muss.

Bei der Verwendung als Zuschlagstoff für Gießereien kann das Vorhandensein von Feldspat oder Glimmer zu Problemen beim Brennen usw. führen. Die Qualitätsnorm für Gussstücke schreibt neben SiO2 auch den Gehalt an Al2O3, CaO und MgO vor. Auch der Feuchtigkeitsgehalt muss bei Gießereianwendungen berücksichtigt werden.

3. Gefährliche Eigenschaften von Quarzsand

Es ist bekannt, dass die orale Aufnahme von Quarzsand kaum Auswirkungen auf den menschlichen Körper hat. Das Einatmen von Quarzsandpartikeln über die Nase oder den Mund kann jedoch schwerwiegende Symptome hervorrufen. Das Einatmen von kristalliner Kieselsäure wie Quarz ist eine Ursache für Silikose. Die Symptome der Silikose und der Asbestlunge, die durch das Einatmen von Asbest verursacht werden, werden unter dem Begriff Pneumokoniose zusammengefasst.

Die Symptome der Pneumokoniose sind in der Regel zunächst unauffällig, doch mit der Zeit können Symptome wie Husten, Schleim und sogar Kurzatmigkeit und Atembeschwerden auftreten. Ist die Pneumokoniose erst einmal aufgetreten, gibt es keine Behandlung, und die Lunge kehrt nicht in den Normalzustand zurück.

Quarzsand wird traditionell beim Sandstrahlen verwendet, bei dem Sand zur Oberflächenbehandlung auf die Oberfläche eines Materials geblasen wird. Durch den Aufprall des Sandstrahls wird der Quarzsand feiner und schwebt in der Luft, so dass die Arbeiter die feinen Quarzsandpartikel einatmen, was wiederum zu Silikose führt.

In den letzten Jahren wurde daher Quarzsand mit reduziertem Quarzgehalt für das Sandstrahlen entwickelt, der weit verbreitet ist. Um solche Unfälle zu vermeiden, wird in der Regel die Verwendung von Schutzausrüstung wie Staubmasken empfohlen.

Was ist ein Schrumpftunnel?

Schrumpftunnel sind Geräte, mit denen Schrumpfverpackungen durchgeführt werden.

In der Verpackungsindustrie wird der Begriff schrumpfen verwendet, um den Prozess der Wärmebehandlung einer transparenten Folie zu beschreiben, damit sie sich eng um ein Produkt legt.

Anwendungen von Schrumpftunneln

Schrumpftunnel sind Maschinen, die Schrumpfverpackungen auf rationelle Weise durchführen. Schrumpftunnel werden daher in vielen Bereichen eingesetzt, z. B. in der Lebensmittelindustrie zum Verpacken von Getränkebehältern, Gewürzen, Konserven, Nudeln usw., aber auch für Hüllen und Schachteln für Bücher, CDs usw. sowie für pharmazeutische Produkte.

Funktionsweise von Schrumpftunneln

Schrumpftunnel bestehen aus zwei Grundkomponenten: einer Vorrichtung zum Aufbringen und Verschweißen von Schrumpffolie und einem Tunnel zur Wärmebehandlung. Bei Verwendung eines Dampfsystems wird dieser durch einen Kessel ergänzt.

Die Schrumpffolie wird in gerollter Form geliefert. Die Schrumpffolie wird an der Stelle geschnitten, an der sie auf das zu verpackende Produkt aufgebracht wird. Das Schneiden erfolgt durch Erfassen einer schwarzen Führungslinie, der so genannten Passermarke, die auf der Schrumpffolie aufgedruckt ist.

Wenn die Folie nicht direkt auf der Produktionslinie angebracht ist, wird sie von einem Produktzuführungsschlitz begleitet. Die Schrumpffolienverpackung ist eine Technologie, bei der eine Folie, die sogenannte Schrumpffolie, erhitzt und geschrumpft wird, um das zu verpackende Produkt zu umhüllen.

Einige Schrumpfmaschinen verpacken jedes Produkt einzeln von Hand, aber für die Massenproduktion werden Schrumpftunnel verwendet, die die Produkte durch einen beheizten Tunnel schrumpfen.

Arten von Schrumpftunneln

Schrumpftunnel werden je nach Heizverfahren in drei Typen unterteilt. Es gibt auch Produkte, die größere Gegenstände schrumpfen können, z. B. solche für Paletten.

1. Heißluft-Typ

Bei diesem Typ wird die Folie durch das Einblasen von Heißluft geschrumpft. Es wird nur eine Wärmequelle verwendet, so dass es auf kleinem Raum installiert werden kann. Im Vergleich zu anderen Verfahren neigt sie jedoch dazu, ein ungleichmäßiges Ergebnis zu erzielen.

2. Dampf-Typ

Bei diesem Typ wird Dampf durch einen Tunnel geleitet, um eine ungleichmäßige Erwärmung der Schrumpffolie zu verhindern. Da Dampf verwendet wird, ist ein Kessel erforderlich und die Ausrüstung ist groß.

Das Ergebnis ist schön, aber es ist ein Verfahren zur Entfernung des Dampfes erforderlich.

3. Heißer Wirbelwind-Typ (Tornado-Typ)

Diese Methode hat sich in den letzten Jahren immer mehr durchgesetzt. Im Inneren des Heißluftgeräts befindet sich ein Gerät, das einen Luftstrom erzeugt, um ungleichmäßige Hitze zu vermeiden. Das Ergebnis ist vergleichbar mit dem des Dampf-Typs.

Weitere Informationen zu Schrumpftunneln

Zweck der Verwendung von Schrumpftunneln

Schrumpfverpackungen werden hauptsächlich zu folgenden Zwecken eingesetzt:

1. Schutz der Waren
Nach dem Einschrumpfen können keine Fremdkörper mehr in die Verpackung eindringen. Sie verhindert auch Insekten und Staub während des Transports und beugt Manipulationen vor.

2. Verbesserte Identifizierung
Die Schrumpffolie wird auf einem großen Teil des Produkts angebracht, so dass die Produktinformationen auf einer größeren Fläche als bei Etiketten aufgedruckt werden können. Dies erleichtert die Unterscheidung zwischen den Produkten, wenn sie im Regal stehen, und verbessert die Identifizierung.

3. Unterstützung der Mehrproduktproduktion
Herkömmlicherweise musste das Design der Verpackungsbehälter für jeden Artikel geändert werden. In solchen Fällen gab es einen Überschuss an Verpackungsmaterial, weil die Produktion eingestellt wurde, oder umgekehrt war das Verpackungsmaterial nicht rechtzeitig verfügbar, weil die Produktion plötzlich anstieg.

Dies führt zu immer mehr Verschwendung, da immer mehr verschiedene Produkte in immer kleineren Mengen produziert werden. Die Schrumpfverpackung hingegen ermöglicht es, Produkte, die aus denselben Produktionsbehältern im selben Produktionsprozess hergestellt wurden, durch den Unterschied in der Schrumpfverpackung zu unterscheiden. Verpackungsmaterial wie Flaschen und Verschlüsse werden nicht verschwendet, was zu Kosteneinsparungen führt.

4. Geringere Verpackungskosten
Die Verwendung von Schrumpffolie für den Verkauf mehrerer Produkte in einer Verpackung ist billiger, als Geld für die Verpackung jedes einzelnen Produkts auszugeben.

Durch die Schrumpffolie entfallen die Kosten für Kleber, Klebeband und Kartons, die normalerweise für die Verpackung benötigt werden.

5. Verbesserte Transportfähigkeit
Einige Versandhändler verarbeiten ihre Produkte in Schrumpftunneln zusammen mit Kartonagen, um sie an Ort und Stelle zu halten. Diese Schrumpfbehandlung verhindert Beschädigungen und verbessert die Transportfähigkeit, auch wenn das Produkt direkt in den Karton gelegt wird.

6. Setverkauf
Schrumpfverpackungen werden auch verwendet, wenn verschiedene Produkttypen kombiniert und als Set verkauft werden. Die Anwendungen sind vielfältig und reichen von Schreibwaren bis hin zu Obst.

Was ist Kabelbinder?

Kabelbinder sind Hilfsmittel, um Kabel usw. zu bündeln, zu befestigen und ordentlich zu ordnen.

In letzter Zeit werden Kabelbinder zunehmend in 100-Yen-Läden unter dem Namen “Kabelbinder” verkauft.

In der Vergangenheit wurden sie häufig auf Baustellen verwendet, z. B. im Zusammenhang mit Elektroarbeiten, und waren unter dem großen Produktnamen bekannt

• Insulock
• Kabelbinder

usw. galten als gängige Substantive und wurden mit ihren Handelsnamen bezeichnet.

Aus diesem Grund bezeichnen erfahrene Techniker und andere Personen sie immer noch als Insulocks, wobei zu beachten ist, dass Kabelbinder, Kabelbinder, Insulocks und Kabelbinder das Gleiche bezeichnen.

Verwendungszwecke von Kabelbindern

Kabelbinder werden hauptsächlich dazu verwendet, um Kabel zu bündeln und aufzubewahren, z. B. elektrische Leitungen, um ein Verheddern zu verhindern, oder um verschiedene Arten von Kabeln zu bündeln, um eine Verwechslung der verschiedenen Typen zu vermeiden.

Da Kabel sowohl im Innen- als auch im Außenbereich verwendet werden, gibt es auch Kabelbinder zum Bündeln von Kabeln für den Innen- und Außenbereich.

Kabelbinder für den Außenbereich sind von Natur aus dem Sonnenlicht, Wind und Regen ausgesetzt. Sie müssen daher beständig gegen die ultravioletten Strahlen der Sonne und wasserdicht gegen Wind und Regen sein.

Kabelbinder für den Innenbereich sind dagegen nicht so haltbar wie die für den Außenbereich. Werden also Kabelbinder für den Innenbereich zum Binden von Kabeln im Freien verwendet, können sie sich verschlechtern oder brechen, so dass im Voraus geprüft werden muss, ob sie für den Außen- oder Innenbereich bestimmt sind.

Kabelbinder können eine Vielzahl von Gegenständen leicht und relativ stark befestigen und werden daher nicht nur zur Befestigung von Kabeln, sondern auch zur Befestigung einer Vielzahl anderer Gegenstände verwendet.

Das Prinzip der Kabelbinder

Aufbau eines Kabelbinders

Der allgemeine Aufbau eines Kabelbinders ist in Abb. 1 dargestellt, wobei der Kabelbinder am Ende des Kabelbinderkörpers ein durchgehendes Loch hat, durch das das Kabel hindurchgeführt werden kann, und einen Bindeabschnitt mit einem Verriegelungselement, um das durchgeführte Kabel zu verriegeln.

Wenn der Kabelbinderkörper durch das Durchgangsloch geführt wird, wird der konvexe Teil des Gegenstücks in das Verriegelungselement eingehakt und verriegelt.

Da der Kabelbinder durch das Verriegelungselement gesichert ist, kann er nicht umgedreht werden und sich nicht lockern. Nach dem Festziehen des Kabelbinders an dem zu befestigenden Kabel, wie in Abb. 2 gezeigt, wird das überschüssige Band mit einer Zange oder ähnlichem abgeschnitten.

Obwohl es üblich ist, einen einzelnen Kabelbinder zu verwenden, um eine Schlaufe zu bilden, ist es auch möglich, mehrere Bänder miteinander zu verbinden, um eine längere Schlaufe zu bilden.

Aufgrund dieser Struktur können die Kabelbinder nicht gelöst werden und müssen nach dem Lösen mit einer Schere oder ähnlichem abgeschnitten werden. Beachten Sie, dass einige Produkte lösbare Verschlussklauen haben und mehrfach verwendet werden können.

Materialien der Kabelbinder

Kabelbinder werden im Allgemeinen aus Nylonharz hergestellt. Für Kabelbinder für den Außenbereich wird Nylonharz mit UV-Schutzmaterial (hauptsächlich schwarz) verwendet.

Polypropylen und Fluorpolymere werden verwendet, wenn die Kabelbinder hitze- und chemikalienbeständig sein müssen. Kabelbinder aus Gummi und Metall sind ebenfalls erhältlich. Kabelbinder aus Metall werden verwendet, wenn Hitzebeständigkeit und Festigkeit erforderlich sind, z. B. zur Befestigung dicker Rohre oder zur Fixierung von Maschinenteilen.

Was ist Kabelverbinder?

Kabelverbinder (Englisch: Cable connector) sind Steckverbinder, die zur Verbindung von Kommunikationskabeln für die Kommunikation zwischen elektrischen und elektronischen Geräten und Produktionsanlagen verwendet werden. Kabelsteckverbinder haben unterschiedliche Spezifikationen für verschiedene Kommunikationsmethoden, daher ist es wichtig, den richtigen Kabelsteckverbinder für den beabsichtigten Einsatz und die Anwendung auszuwählen.

Kabelverbinder in industriellen Anwendungen

Kabelverbinder werden in der Industrie hauptsächlich für Verbindungen zwischen großen Geräten verwendet. Sie werden insbesondere für die Kommunikation zwischen Maschinen beim Bau von Produktionsanlagen, für die Kommunikation zwischen elektronischen Geräten bei der Herstellung von elektrischen und elektronischen Geräten und für den Austausch von Steuersignalen für die Kommunikation verwendet.

Kabelverbinder können grob in Typen eingeteilt werden, die den Normen gemäß den Kommunikationsspezifikationen entsprechen, und es ist notwendig, den Steckertyp zu wählen, der dem Zweck und den Einsatzbedingungen am besten entspricht. Es gibt eine breite Palette von Kommunikationsmethoden, die in industriellen Anwendungen eingesetzt werden, wobei CAN, Ethernet und CC-LINK die gängigsten sind.

Kabelverbinder, die mit der CC-LINK-Kommunikation kompatibel sind, werden zum Beispiel für die Verbindung von Kabeln verwendet, die über die CC-LINK-Kommunikation zur Überwachung von Produktionsanlagen im Gebäude kommunizieren; Kabelverbinder, die mit der CAN-Kommunikation kompatibel sind, werden als CAN Kommunikationssteckverbinder werden für die Signalübertragung zwischen dem Batteriemanagementsystem und der Batterie selbst verwendet, z. B. für die RS-485-Kommunikation.

Kabelverbinder in Verbraucheranwendungen

Kabelverbinder werden auch in Verbraucheranwendungen für den Datenaustausch zwischen Privatpersonen oder Unternehmen eingesetzt. Verbraucheranwendungen lassen sich grob in die folgenden zwei Kategorien einteilen

1. Kabelverbinder für den Empfang und die Übertragung von Daten

Kabelverbinder für den Austausch von Daten wie Audio-, Video- und Datendateien. In der Vergangenheit waren viele Steckverbinder für Mäuse und Tastaturen bestimmt, aber heutzutage sind immer mehr vom Typ USB.

Der USB-Typ ist der bekannteste Kabelverbinder, der im Alltag häufig für den Austausch von Daten und die Stromversorgung von Peripheriegeräten verwendet wird. Früher war der USB-Typ A am weitesten verbreitet, aber in letzter Zeit nimmt die Verwendung des Typs C zu.

2. Kabelverbinder für die Netzwerkkommunikation

Kabelverbinder für die Netzwerkkommunikation, wie z. B. Ethernet-Kabel, sind weit verbreitet. Sie werden für die interne Datenübertragung zwischen PCs, Bildschirmen und Peripheriegeräten verwendet und umfassen häufig MIDI- und HDMI-Kabel.

Sie werden auch innerhalb von Geräten wie internen Laufwerken, Hauptplatinen und Netzteilen verwendet, z. B. Serial-ATA- und IDE-Kabel.

Arten von Kabelverbindern

Kabelverbinder sind in der Regel nach Kommunikationsspezifikationen eingestuft und werden von verschiedenen Herstellern nach diesen Normen produziert und hergestellt. Da jedoch viele Kabelverbinder ein ähnliches Aussehen haben, ist es notwendig, vor dem Kauf die Modellnummer usw. zu überprüfen.

Bei der Auswahl eines Kabelverbinders müssen Sie die Spezifikationen und andere Informationen über das Gerät, das Sie verwenden möchten, prüfen. Im Folgenden werden vier typische Kabelverbinder vorgestellt.

1. D-Typ-Stecker

Diese werden zur Übertragung von Stromversorgungsinformationen, Steuersignalen usw. zwischen Geräten und Anlagen verwendet.

2. CAN-Kommunikationsanschlüsse

CAN (Controller Area Network) wurde in erster Linie für den Aufbau von Kontrollnetzwerken zwischen elektrischen und elektronischen Geräten in Fahrzeugen entwickelt, und diese Stecker werden für die Kommunikation verwendet.

Die Automobilindustrie ist dabei, CASE-konform zu werden, und die Fahrzeughersteller sind dabei, sich von Herstellern zu Mobilitätsdienstleistern zu wandeln. Daher entwickeln sich auch die in Fahrzeugen verwendeten Kabelverbinder für die CAN-Kommunikation weiter, um zukünftige Dienste als Anbieter zu unterstützen.

Die Details der Handshake-Bestätigung über den Kabelverbinder werden für jeden Kommunikationsstandard festgelegt, und die über den Kabelverbinder erfassten Daten werden von der Host-Steuerung verarbeitet.

3. Steckverbinder mit einmaliger Betätigung

Steckverbinder werden manchmal verwendet, um die Verdrahtung mit elektronischen Komponenten oder Infrastrukturen zu verbinden. Die in Abb. 1 gezeigten One-Touch-Steckverbinder haben eine allgemeine Struktur mit mehreren Durchgangslöchern im Gehäuse und leitenden Teilen, die in diesen Durchgangslöchern elektrisch miteinander verbunden sind.

Wie in Abb. 2 dargestellt, werden Kabelleiter in die Durchgangslöcher eingeführt und die leitenden Teile verbunden, um die in den mehreren Durchgangslöchern angeordneten Kabel elektrisch zu verbinden.

Als Mechanismus zum Verbinden der leitenden Abschnitte ist ein Hebel zum Absenken des leitenden Abschnitts vorgesehen, und häufig wird eine Konstruktion verwendet, bei der die elektrische Verbindung einfach durch Absenken des Hebels hergestellt wird, wodurch auch die Notwendigkeit von Werkzeugen und Arbeiten zum Zusammendrücken der Kabel entfällt, was den Vorgang beschleunigt.

4. Wasserdichte Steckverbinder

Da die Hauptanwendung von Kabelverbindern darin besteht, elektronische Komponenten miteinander zu verbinden, müssen sie grundsätzlich vermeiden, nass zu werden, da dies gefährlich ist. Aus diesem Grund werden einige Steckverbinder als wasserdichte Steckverbinder bezeichnet, um Situationen gerecht zu werden, in denen wasserdichte Elemente erforderlich sind, wie z. B. bei Außenbeleuchtung, elektrischen Leitungen und Schiffen.

Der allgemeine Aufbau ist in Abb. 3 dargestellt, wobei der Steckverbinder in einer der beiden wasserdichten Kappen untergebracht ist, eine Aufbewahrungsöffnung für den Steckverbinder in der anderen wasserdichten Kappe vorgesehen ist und sich am Ende der Aufbewahrungsöffnung ein Anschluss befindet, der mit dem Steckverbinder verbunden wird.

Die Wasserdichtigkeit wird dadurch gewährleistet, dass ein Schraubabschnitt im Gegenstück der wasserdichten Kappe vorgesehen und zusammengefügt oder mit Dichtungsmaterial oder ähnlichem abgedichtet wird. Der Grad des Schutzes ist je nach Produkt unterschiedlich, so dass das Produkt danach ausgewählt wird, wie viel Wasserdichtigkeit gewährleistet ist.

Was ist Kabelverschraubung?

Kabelverschraubungen (Englisch: Cable Gland) sind Vorrichtungen zum Einführen und sicheren Befestigen von Kabeln (Drähte, die aus Isolierung und Ummantelung bestehen und in Elektro- und Steuersystemen verwendet werden) in das Gehäuse und die Ausrüstung von Steuer- und Bedientafeln.

Die Hauptfunktionen einer Kabelverschraubung sind

• Äußerer Schutz vor Umwelteinflüssen: Sie verhindert, dass Staub, Schmutz und Feuchtigkeit durch Öffnungen in Gehäusen wie Schalttafeln in die äußere Umgebung eindringen.
• Rückhaltung: Sie sorgt dafür, dass das Kabel sicher befestigt ist und verhindert, dass es sich durch äußere mechanische Zugkräfte oder Vibrationen lockert.
• Abdichtung: verhindert das Eindringen von Staub und Wasser von außen durch die äußere Oberfläche des Kabels.

Die Norm für Kabelverschraubungen ist JIS F8801 Marine Wire Penetrating Hardware.

Verwendungszwecke von Kabelverschraubungen

Kabelverschraubungen, die auch als “Drahtdurchführungselemente” bezeichnet werden, werden zur Befestigung an Kabeleinlässen (Anschlusslöchern) in Gehäusen wie Schalttafeln und zur Durchführung von Kabeln durch die Wandoberfläche des Gehäuses verwendet. Kabelverschraubungen werden an verschiedenen Stellen in der Innen- und Außenverdrahtung von Elektro- und Steuergeräten eingesetzt.

Sie verhindern das Eindringen von Staub und Wasser in das Gehäuse und die Ausrüstung von Steuer- und Bedientableaus, verhindern ein Lösen der Verbindung durch Vibration oder Zug und sorgen dafür, dass die Kabel sicher befestigt und eingezogen werden.

Die nachstehende Abbildung zeigt ein Beispiel für die tatsächliche Verwendung der Kabelverschraubung beim Einbau in einen Schaltkasten (Bedienungskasten).

Insbesondere beim Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, in denen Explosions- oder Brandgefahr durch entflammbare Gase oder Dämpfe besteht, wie in JIS C60079-10 Elektrische Maschinen und Geräte zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen, Teil 10: Klassifizierung von explosionsgefährdeten Bereichen beschrieben, müssen Geräte verwendet werden, die den folgenden Normen entsprechen und die Zertifizierung bestanden haben.

• JNIOSH-TR-46 Leitfaden für den Explosionsschutz von elektrischen Betriebsmitteln
• IEC 60079 Explosionsfähige Atmosphären IEC

Die Materialien der Kabelverschraubungen sind unten für JIS F8801 Marine-Drahtdurchführungen aufgeführt.

1. Stopfbuchse: Messing oder Aluminiumlegierung (JIS H5202 AC7A-F)
2. Gehäuse: Messing, Gusseisen, Stahlstab oder Aluminiumlegierung (JIS H5202 AC7A-F)
3. Mutter: Messing- oder Aluminiumlegierungsguss (JIS H5202 AC7A-F)
4. Unterlegscheiben: Messing oder Aluminium und Aluminiumlegierungsblech (JIS H4000)
5. Dichtung (Buchse): Synthetischer Gummi, usw.
6. Dichtung: laminiertes Segeltuch, usw.

Darüber hinaus sind auch Kabelverschraubungen aus Materialien wie Edelstahl und Polyamidharz (PA) erhältlich. Es ist besonders wichtig, ein Material zu wählen, das für die Betriebsumgebung geeignet ist, wie z. B. Witterungsbeständigkeit beim Einsatz im Freien, Ölbeständigkeit beim Einsatz in einer geölten Umgebung und Hitzebeständigkeit in einer Hochtemperaturatmosphäre.

Neben Kabelverschraubungen gibt es auch Kabelklemmen als Vorrichtungen zum Einziehen von Kabeln in Gehäuse wie z. B. Schalttafeln. Eine Kabelverschraubung wird verwendet, wenn nur ein Kabel eingezogen wird, während eine Kabelschelle verwendet wird, wenn mehrere Kabel auf einmal eingezogen werden.

Prinzip der Kabelverschraubungen

Der Aufbau einer Kabelverschraubung besteht aus den in Abb. 1 gezeigten Teilen für JIS F8801 Schiffskabeldurchführungen.

Bei der Auswahl der Größe der Kabelverschraubung ist eine Größe zu wählen, die dem fertigen Außendurchmesser des zu verwendenden Kabels und den Öffnungsmaßen des Montagelochs entspricht. Insbesondere sind die Dichtungen (Durchführungen) in den Größen “a” bis “c” und “f” erhältlich, wobei der Lochdurchmesser vom Benutzer zu bearbeiten ist. Wählen Sie die passende Größe für den fertigen Außendurchmesser des Kabels.

Das Gehäuse ➁ hat eine zylindrische Form, wobei das Ende mit Außengewinde in ein Montageloch in einem Schaltschrank oder einem anderen Gehäuse mit einer dazwischen liegenden Dichtung (6) eingeführt und mit einer ➂-Mutter befestigt wird.

Das Kabel wird fest fixiert und an der Außenfläche des Kabels abgedichtet, indem die Dichtung (Buchse) nach unten gedrückt wird, wenn die Verschraubung (1) eingeschraubt und angezogen wird.

Andere Kabelverschraubungen als die JIS F8801 für Schiffskabeldurchführungen haben grundsätzlich den gleichen Aufbau und das gleiche Prinzip. Bei der Auswahl der Kabelverschraubung ist jedoch Vorsicht geboten, da in vielen Fällen die Schraubennorm für JIS F8801-Schiffskabeldurchführungen JIS B0205-Allzweckschrauben sind, im Gegensatz zu JIS B0202-Parallelrohrschrauben.

Was ist Tülle?

Die Ummantelung von Elektrokabeln ist äußerst empfindlich, da elektrische Drähte oder Drahtbündel in der Regel auf schmalen Pfaden innerhalb von Geräten, zwischen Geräten und zur Stromversorgung von Geräten verlegt werden, so dass Flexibilität eine wesentliche Voraussetzung ist. Wenn die Ummantelung beschädigt und ihre Isolierung beeinträchtigt ist, kann dies im schlimmsten Fall zu einem Brand führen.

Tüllen sind Verdrahtungskomponenten, die den Drahtmantel vor Kanten und Vorsprüngen von Teilen schützen, mit denen der ummantelte Draht in Berührung kommt oder die er auf dem Verdrahtungsweg passiert.

Verwendungszwecke von Tüllen

Die meisten Geräte und Anlagen benötigen Strom oder elektrische Signale. Daher werden Tüllen in Verbindung mit der Verdrahtung von ummantelten Drähten in allen Arten von Geräten verwendet.

Schäden an ummantelten Drähten treten am häufigsten auf, wenn die Drähte in Gehäuse oder Anschlusskästen eingeführt werden. Tüllen aus Gummi oder Kunstharz werden verwendet, um Beschädigungen durch Grate in runden Löchern zu vermeiden, die in Blechgehäusen angebracht sind, Tüllen aus flexiblem Kunstharz werden verwendet, wenn die Öffnungen zusammengesetzt sind, und Tüllen, die als Kabeldurchführungen bezeichnet werden, werden für Anschlusskästen aus Kunststoff verwendet, die dickere Wände als Blech haben.

Das Prinzip der Tüllen

Tüllen aus Gummi und Harz haben einen H-förmigen Querschnitt und werden in runde Löcher in dünnwandigen Blechen eingesetzt. Das Blech passt in die Nut in der Mitte und die Flansche an beiden Enden wirken als Haltering. Die Tüllen sind an einem Ende mit einer Gummifolie abgedichtet. Wenn der mittlere Teil der Folie aufgeschnitten und der Draht durchgeschoben wird, bleibt keine weitere Öffnung als nötig und die Tülle bietet einen ausgezeichneten Staubschutz.

Selbsttragende Tüllen werden für komplexe Formen mit Öffnungen wie quadratische Löcher oder quadratische Löcher mit Ecken verwendet. Selbsttragende Tüllen sind lange Teile mit U-förmigem Querschnitt, die auf jede beliebige Länge zugeschnitten werden können, mit Kerben in festem Abstand in den Schenkeln des U oder Schlitzen im Boden des U. Sie können frei gebogen werden und werden in die Blechöffnung eingesetzt, um den gesamten Innenumfang abzudecken und die abgedeckten Drähte zu schützen.

Bei den Kabeldurchführungen handelt es sich um zylindrische, hohle Kunststoffformteile, die an einem Ende die Form einer Mutter haben; der äußere Umfang des Zylinders ist mit einem Gewinde versehen, und sie werden entweder in die Gegenstücke eingeschraubt oder gebohrt und aufgeschraubt.

Es sind auch Klemmenkästen erhältlich, bei denen die Buchsen an der Eingangs- und Ausgangsseite des Kastens angeformt sind.

Was ist Grüner Laser?

Grüner Laser ist ein Oberbegriff für Laser, die Licht mit einer Wellenlänge von 532 nm aussenden, was im Bereich des sichtbaren Lichts liegt. Er wird als Grüner Laser bezeichnet, weil er für das Auge als grünes Licht erscheint. Das mit der Grundwellenlänge erzeugte Laserlicht wird zu 532 nm, wenn es einen nichtlinearen Kristall durchläuft. Obwohl die Energie beim Durchgang durch den Kristall abnimmt, werden grüne Wellenlängen aufgrund ihrer hohen Lichtsammeleigenschaften häufig für die Mikrofertigung und Markierung verwendet. Grüne Laser sind häufig Einzellaser mit Nd:YAG-, Nd:YVO4- oder Yb:YAG-Kristallen oder Halbleiterlaser.

Verwendungszwecke von Grünen Lasern

Grüne Laser werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Zu den bekannten Anwendungen gehören Markierungen für die Projektion von parallelen und senkrechten Referenzlinien auf Baustellen und Laserpointer für Besprechungen.

In der Wissenschaft werden sie für die Raman-Spektroskopie, die Fluoreszenzanalyse, die Laserinterferometrie und die Holografie eingesetzt.

In der Industrie sind mit Grünen Lasern ausgerüstete Bearbeitungsmaschinen für die Mikrofabrikation, z. B. zum Schneiden, Bohren und Ritzen, zum Markieren von Wafern sowie zum Schneiden und Markieren von Leiterplatten, auf den Markt gekommen.

Grundsätze des Grünen Lasers

Das Grundprinzip des Grünen Lasers ist wie folgt.
Die Wellenlänge von 532 nm ist auch als zweite Harmonische bekannt (Englisch: Second Harmonic Generation). Bei der zweiten Harmonischen handelt es sich um die Wellenlängenumwandlung der nichtlinearen Optik. Wenn Licht mit einer bestimmten Frequenz auf ein bestimmtes Material trifft, wird Licht mit einem ganzzahligen Vielfachen der Frequenz emittiert, ein Phänomen, das zur Erzeugung des Lichts mit 532 nm genutzt wird. Es wird die Grundwellenlänge von 1064 nm erzeugt, und wenn dieses Licht durch einen nichtlinearen Kristall (LBO-Kristall) geleitet wird, wird es mit einer Wellenlänge von 532 nm emittiert, was die Hälfte des Wertes von 1064 nm ist.

Die Grundwellenlänge von 1064 nm wird von Nd:YAG-Lasern (Festkörperlaser mit Yttrium-Aluminium-Granat-Kristallen, die mit Neodym dotiert sind), Nd:YVO4-Lasern (Festkörperlaser mit Yttrium-Vanadium-Tetroxid-Kristallen, die mit Neodym dotiert sind) usw. erzeugt. Es wird durch erzeugt.

Der Umwandlungswirkungsgrad beträgt nicht 100 %, wenn er durch nichtlineare Kristalle geht, so dass die Energie des Lichts bei 532 nm reduziert ist. Grüne Laser werden jedoch auch in der Mikrofabrikation und in der Halbleiterindustrie eingesetzt, da bei dieser Wellenlänge Materialien (Metalle) mit guter Absorption verarbeitet werden können und der Strahl leichter eingeengt werden kann als bei Fundamentallasern.