Produkte mit Übermorgen

Fokus - Stanzen

Seit über 25 Jahren beschäftigt sich die Kleiner GmbH mit den Themen Werkzeugbau und Stanzen. Im Laufe dieser Zeit hat sich das Unternehmen zu einem Vorzeigebetrieb im Bereich der Stanztechnik entwickelt. ›Innovativ‹ und ›zukunftsorientiert‹ sind nur einige Attribute, die sich Kleiner auf die Fahnen schreiben kann.

10. September 2012

Angefangen hatte alles 1985, als aus dem Zwei-Mann-Betrieb Thomas Kleiner und Joachim Kleiner die Kleiner GmbH wurde. Ursprünglich war das Unternehmen im Bereich Lohnschleifarbeiten für Werkzeugbaubetriebe tätig und lieferte hauptsächlich Ersatzteile für die Stanz- und Umformtechnik. Die strategische Entscheidung, zu dem Unternehmensbereich Werkzeugbau den Bereich des Lohnstanzens auf- und auszubauen, erwies sich als wichtiger Baustein für die Zukunft des Unternehmens. Die Kleiner GmbH wuchs, und aus ursprünglich wenigen Hundert Quadratmetern war im Laufe der Unternehmensgeschichte – und nach mehreren Umzügen - eine Produktions- und Bürofläche von über 12000 Quadratmetern geworden. Im Mai 2008, also kurz vor der Krise, wurden die neuen Räumlichkeiten in Pforzheim bezogen.

Durch unternehmerisches Geschick gelang es Thomas und Joachim Kleiner, das Unternehmen durch die Krise zu führen, und zwar ohne Personal abbauen zu müssen. Dadurch war man in der Lage, auf den schnell ansteigenden Bedarf im Jahr 2010 entsprechend flexibel zu reagieren. Mit mittlerweile über 300 qualifizierten Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern entwickelt und produziert die Kleiner GmbH für die Automobil-, Kunststoff-, Elektro-, Medizintechnik- und Elektronikindustrie. Bei der Produktion legt man Wert auf ressourcenschonende und umweltfreundliche Herstellungsverfahren. Das zeigt sich auch durch Beteiligungen an Projekten wie Ecofit. Im Rahmen dieses Programmes wurden verschiedene Themen des betrieblichen Umweltschutzes, wie Abfallmanagement, Wassereinsatz, Energieeinsparungen, behandelt und im Betrieb umgesetzt. Das Umweltzertifikat ISO 14001 hat Kleiner im Dezember 2011 erhalten, für das Jahr 2013 wird die Zertifizierung nach ISO 50001 im Bereich Energiemanagement angestrebt.

Gezielte Vergoldung von Kontakten

Was im Großen funktioniert, funktioniert auch im Kleinen. Ansatzpunkte zur Ressourcenschonung sah die Entwicklungsabteilung des Unternehmens auch in der Produktion von Schnappscheiben. Schnappscheiben finden sich als Kontaktelemente unter anderem in Tastaturen, Schaltern, und sie werden vor allem im Automotive-Bereich, in der Telekommunikation sowie in der Medizin- und Haushaltstechnik eingesetzt. Zusammengefasst: Überall da, wo kurze Schaltwege verbunden mit einer taktilen Rückmeldung erforderlich sind. Und es gibt immer mehr Einsatzgebiete für die ›Allrounder‹, die ähnlich wie die bekannten ›Knackfrösche‹ funktionieren. Gerade auch für die Bereiche erneuerbare Energien und Elektromobilität werden immer filigranere Schnappscheiben benötigt, die zugleich aber auch widerstandsfähig sein müssen. Schnappscheiben gibt es in den unterschiedlichsten Größen und Versionen, blank oder mit Vollgold.

Bislang wurde das Gold flächig aufgetragen, das bedeutet, eine Seite der Schnappscheibe war komplett vergoldet. In Zusammenarbeit mit einem Galvanikunternehmen ist nun die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens gelungen. Dank dieses Verfahrens wird das Edelmetall gezielt an den technisch notwendigen Stellen aufgebracht. Das heißt: Nur im Bereich der Kontaktstellen wird die Schnappscheibe mit einzelnen Spotpunkten vergoldet. Um die Funktion dieser Kontaktstellen sicherzustellen, wird hier verschleißfestes Hartgold verwendet. Der verringerte Edelmetalleinsatz durch Spotgalvanik hat zwei wesentliche Vorteile: erstens Ressourcenschonung durch den niedrigeren Goldeinsatz und zweitens Kostenersparnis, da das Gold nur noch gezielt und nicht mehr flächig aufgebracht wird. Die Kontakt- und Schaltfähigkeit bleibt dennoch vollständig erhalten. Aktuell sind Schnappscheiben in den Abmessungen 12,2 und 10 x 10 mm standardmäßig mit Spotgold erhältlich. Individuelle Sonderanfertigungen können jedoch auf Anfrage ebenfalls gefertigt werden.

Das Portfolio von Kleiner ist breit. Schnappscheiben in größeren Abmessungen werden zum Beispiel für die Kick-down-Funktion in Automatik-Fahrzeugen verbaut. In diesem Bereich arbeitet Kleiner eng mit den Entwicklungsabteilungen von Automobilherstellern zusammen, um zum Beispiel Größe und Form immer weiter zu verbessern. Auch in der Medizintechnik werden Schnappscheiben von Kleiner eingesetzt, unter anderem zum Aktivieren des Schneidvorganges bei einem Laserskalpell.

Wie die Schnappscheibe letztlich genau aussehen wird, hängt von den Vorgaben des Kunden, von Rückstellkraft, Betätigungsweg, Bauraum ab. Die Entwicklung der Schnappscheiben geht noch weiter – ein Patent für eine Schnappscheibe mit aufgebrachter LED existiert bereits.

Alternative zur Leiterplatte

Ein weiteres Beispiel für Innovationen aus dem Hause Kleiner ist das Stanzgitter für elektrotechnische Anwendungen als umweltfreundliche Alternative zur Leiterplatte. Hier trägt die Zusammenarbeit mit dem Elektronikspezialisten Electronic Service Willms Früchte. Aus dem Grundgedanken heraus, den Raum zwischen den Leiterplatten einsparen zu können, entstanden Stanzgitter mit automatischer Bestückung von elektronischen Bauelementen. Stanzgitter sind Platinen, die mit einem Stanzwerkzeug aus einem Materialband herausgetrennt werden. Diese können je nach Einsatzzweck aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden. Die Entscheidung über das Material ist vom Einsatzzweck abhängig.

Die Anlieferung und weitere Verarbeitung werden endlos am Band oder in Teilabschnitten durchgeführt. Für die Bestückung mit elektronischen Bauteilen in der SM-Technologie muss das Stanzgitter mit einer Zinnoberfläche beschichtet werden. Für SMD-Bauteile der Baugröße 0603 (etwa 1,5 x 0,8 mm) oder Fine-Pitch-Elemente kann das Stanzgitter mit geringsten Gitterstrukturen ausgelegt werden. Hier sind Steg- und Schlitzbreiten von 0,1 mm möglich.

Der Vorteil des Stanzgitters ist, dass hier dreidimensionale Strukturen und Gebilde umgesetzt werden können. Für die Sensortechnik ist es möglich, die unterschiedlichsten Bauelemente aufzubringen. Möglich sind von einem DMS über einen Hallsensor bis zu einer Piezokeramik vielfältige Bauteile. Die jeweilige elektronische Schaltung wird an den Sensor angepasst. Eine Temperaturrelaxation kann mit integriert werden. Die Empfindlichkeit und die Verstärkung der Signale sind über den Einsatz programmierbarer Logik konfigurier- und einstellbar.

Eine weitere Umsetzung dieser Technik wird von beiden Partnern derzeit in der Beleuchtungstechnik erprobt. High-Power-LEDs und Schaltelemente können direkt auf das Stanzgitter aufgebracht und die entstehende Wärme über die Gitterstruktur abgeführt werden.

Das bestückte Stanzgitter kann in weiteren Arbeitsschritten wie Umspritzung, Montage in einem Gehäuse oder durch Klebetechnik weiter veredelt werden. Es ist als eigenständiges Bauteil weiter verarbeitbar. Diese Technik hat viele Vorteile:

1. Die Anschlusstechnik wird direkt im Stanzgitter integriert und benötigt dadurch keine zusätzliche elektrische Schnittstelle (stoffschlüssige Verbindung).

2. Sie ist für den Einsatz bis 200°C geeignet.

3. Bei Leistungsbauteilen wird die entstehende Wärme direkt über das Stanzgitter abgeführt. Kühlkörper werden aus dem Stanzgitter direkt mit angeformt.

4. 3D-Formen können nach der Bestückung umgesetzt werden.

5. Die Strombelastung kann wesentlich höher ausgelegt werden.

6. Eine mehrlagige Ausführung ist möglich.

7. Ein EMV-Schutz wird direkt durch die Stanztechnik mit angebracht.

8. Kunststoffgehäuse durch Umspritzung sind möglich.

9. Unterschiedliche Materialdicken können verarbeitet werden.

10. Besseres Recycling des Abfalls als bei Ätzschlamm.

11. Robuster Fertigungsprozess.

Zusammengefasst bedeutet das eine deutliche Minimierung der Übergangswiderstände und eine Reduzierung der Bauteilgröße. So spart der Kunde Platz, Geld und erhöht die Performance. Eingesetzt werden können diese Stanzgitter unter anderem in Automobilsensoren und in allen Bereichen, in denen Wärmemanagement- und Leistungsprobleme auftreten können.

Praktizierte Elektromobilität

Die Themen Elektromobilität und regenerative Energien spielen im Hause Kleiner ebenfalls eine große Rolle. Der Stanztechnikspezialist fertigt Stromschienen für Elektrofahrzeuge: dicke Kupferteile, die für die in einem Elektrofahrzeug anfallenden hohen Ströme ausgelegt sind, aber gleichzeitig auch effektiv verbaut werden können. Das bedeutet wiederum, dass die Teile konstruktiv so ausgelegt werden, dass sie im Fahrzeug möglichst wenig Raum beanspruchen.

Die Elektromobilität hat mittlerweile auch in den Fuhrpark Einzug gehalten. Seit vier Monaten ist die Kleiner GmbH im Besitz eines Opel Ampera, der sowohl für Dienstfahrten genutzt als auch den Mitarbeitern zu Testfahrten zur Verfügung gestellt wird. Für das zukunftsorientierte Unternehmen, das sein Augenmerk verstärkt auf die Themen regenerative Energien und alternative Antriebe legt, war es eine logische Entscheidung, sich hier selbst ein Bild von der Leistungsfähigkeit und den Einsatzmöglichkeiten eines Elektrofahrzeuges zu machen. Nebeneffekt: Durch seine eher ungewöhnliche Form und seine Beklebung fällt der Ampera auf – ein idealer Werbeträger.

Folien und Fotovoltaik

Neu im Portfolio sind Baugruppen mit Folientechnik. Das Besondere an dieser Technik ist die Kombination der drei Kriterien mechanische Fixierung, elektrische Isolation und Wärmeleitung in einem System. Der Wegfall weiterer Zukaufteile führt auch hier zu einer Kostenersparnis. Im Bereich Photovoltaik bietet das Unternehmen ebenfalls Lösungen für die Hochstromkontaktierung an. Bei allen Themen ist es Kleiner wichtig, den Kunden individuell und umfassend zu beraten und ihm die für seine Aufgabenstellung richtige Lösung anzubieten, immer unter dem Aspekt der Machbarkeit und mit den Kosten im Blick.

Ab Herbst 2012 ergänzt ein weiteres interessantes Produkt das Portfolio: Kleiner fertigt künftig den Elopin, einen elastischen Einpresskontakt. Nach ausführlicher Recherche hat sich das Unternehmen für die Lizensierung einer bestehenden Einpresszone entschieden. Die Einpresstechnik ist eine spezielle Verbindungstechnik im Bereich Leiterplatten. Vorteile dieser Technik: Der Lötvorgang entfällt, die Leiterplatte ist keiner thermischen Belastung ausgesetzt. Die Kontakte können in der Regel wieder ausgepresst werden, die Recyclingfähigkeit erhöht sich. Zwischen Einpresskontakt und der Leiterplatte entsteht eine gasdichte Verbindung. Der Pin entspricht den strengen Anforderungen der Automobilindustrie und ist bereits von mehreren OEMs freigegeben.

Hintergrund

Mit Blick auf die Zukunft und weiteres solides Wachstum investiert die KLEINER GmbH in den Bereich der Baugruppenmontage, um auch künftig zielgerichtet und an den Wünschen der Kunden orientiert am Markt agieren zu können.

Weitere Standbeine sind die Bereiche Lohnarbeiten und Lohnfertigung im Werkzeugbau, Konzeption und Aufbau ganzer Automatisierungsanlagen sowie die Produktentwicklung für Drittfirmen. KLEINER stellt sich seiner sozialen Verantwortung und fördert intensiv die Jugendarbeit in vielen Vereinen, den Turniersport, soziale Einrichtungen, aber auch das Südwestdeutsche Kammerorchester Pforzheim.

Erschienen in Ausgabe: 05/2012