Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 03/2016, 11.03.2016

«Elementar ist Prüfung von Haptik und Funktionalität»

Der Trend zur Miniaturisierung mit immer kleinformatigeren technischen Geräten und Bedienelementen hält an. Das bedeutet im Umkehrschluss erhöhte Anforderungen an die Mess- und Prüftechnik. Die Technische Rundschau sprach mit Stefan Schäfer, Produktmanager im Geschäftsfeld Production Monitoring bei der Kistler Gruppe, über die Qualitätssicherung mittels Kraftsensorik auf engstem Raum.

(pi) Herr Schäfer, Geräte und Bedienelemente werden immer kleiner. Wie reagieren die Spezialisten von Messtechnik und Qualitätssicherung auf diesen zunehmenden Trend?

Die zunehmende Miniaturisierung stellt Produzenten vor eine grosse Herausforderung. So verringert sich nicht nur der für die Bauteile verfügbare Platz, sondern infolgedessen auch der Platz für die Messsensoren zur Qualitätsprüfung. Um Bauteile mit immer kleineren Schaltern testen zu können, müssen die Sensoren so klein sein, dass auch dicht beieinander liegende Tasten geprüft werden können. Die Grösse des Sensors spielt auch eine wichtige Rolle bei der Prüfautomatisierung, da hier oftmals nur ein geringer Platz für die Integration des Sensors zur Verfügung steht. Die Sensoren müssen gut in die Produktionslinie eingegliedert sein und bei Beschädigung einfach ausgetauscht werden können.

Aber braucht es wirklich diesen extremen Aufwand einer 100-Prozent-Kontrolle?

Nur durch eine konsequente Kontrolle eines jeden einzelnen Schalters oder Funktionselements kann sichergestellt werden, dass fehlerhafte Teile frühzeitig aussortiert werden. Bei der Qualitätsprüfung misst ein Sensor den Kraftaufwand bei der Betätigung eines Schalters. Anhand des gemessenen Kraft-Wegeverlaufs erfolgt eine Beurteilung in gut oder schlecht. Entsprechende Schlechtteile können sofort aussortiert werden. Dies resultiert nicht nur in 100-prozentiger Qualität, sondern reduziert auch die Produktionskosten erheblich, da fehlerhafte Teile nicht mehr weiterverarbeitet werden.

Welche Möglichkeiten bieten sich den Herstellern, um eine 100-prozentige Qualität und Genauigkeit auf kleinstem Raum sicherzustellen?

Eine fortgeschrittene technologische Entwicklung ermöglicht es, diese Anforderungen zu erfüllen: die piezoelektrische Kleinkraftsensorik. Die winzigen Instrumente messen mit kleinsten Krafteinleitungsflächen auch bei der Prüfung von Schaltern und Tasten sehr präzise, wiederholgenau und mit hoher Auflösung. Gleichzeitig sind die Sensoren robust, überlastsicher und damit langlebiger als andere Sensoren. Der weltweit kleinste erhältliche Kraftsensor ist bei einer Bauhöhe von gerade einmal 23,3  mm und einem maximalen Durchmesser von 6,1 mm in der Lage, Kräfte von -20 N bis zu 200 N zu messen.

Welche Faktoren müssen geprüft werden, um ein zufriedenstellendes Nutzererlebnis sicherzustellen?

Von elementarer Bedeutung ist die Prüfung von Funktionalität und Haptik. Zum Thema Funktionalität kann ich Ihnen die elektronische Handbremse beim Auto nennen. Der Bedienungsschalter dieser Handbremse muss zuverlässig dafür sorgen, dass sie aktiviert wird, damit ein geparktes oder am Hang stehendes Auto nicht wegrollt. Der Fahrer muss sich darauf zu 100 Prozent verlassen können. Damit verbunden kann eine Fehlfunktion eines kleinen Schalters schnell wirtschaftlich fatale Folgen für den Hersteller haben.

Welchen Einfluss hat die Haptik, und wie äussert sich das im täglichen Gebrauch?

Im Hinblick auf ein zufriedenstellendes Nutzererlebnis hat die mit der Betätigung verbundene Haptik heute einen sehr hohen Stellenwert. Das Gefühl bei der Bedienung muss den Erwartungen des Nutzers entsprechen. Dem Autofahrer vermittelt ein einheitliches Bedienkonzept ein sicheres Fahrgefühl und ein hohes Qualitätsempfinden: Obwohl sein Fahrzeug aus Komponenten unterschiedlichster Zulieferer zusammengesetzt ist, müssen sich alle Schalter einheitlich bedienen lassen und den Erwartungen des Bedieners in Bezug auf den nötigen Kraftaufwand entsprechen. Hierbei können durchaus auch Unterschiede in der Kraftaufwendung signalisieren, welcher Schalter betätigt wurde. Die elektronische Handbremse oder auch die Warnblinkanlage lassen sich in der Regel schwerer bedienen als beispielsweise ein Fensterheber oder ein Scheibenwischer.


Kistler Gruppe
8408 Winterthur, Tel. 052 224 15 73
stefan.schaefer@kistler.com

Stefan Schäfer, Produktmanager Geschäftsfeld Production Monitoring, Kistler Gruppe: «Um Bauteile mit immer kleineren Schaltern testen zu können, müssen die Sensoren so klein sein, dass auch dicht beieinander liegende Tasten geprüft werden können.»


Piezoelektrischer Kleinkraftsensor: Die winzigen Instrumente messen mit kleinsten Krafteinleitungsflächen sehr präzise, wiederholgenau und mit hoher Auflösung. (Bilder: Kistler)