Geschlecht

Steckverbinder werden oft als „männliche“ oder „weibliche“ Teile bezeichnet, die zusammenpassen, um die Verbindung zu vervollständigen. Der „weibliche“ Teil ist eine Buchse, die dann den „männlichen“ Stecker aufnehmen wird.

Schaltsymbole für Stecker- und Buchsenkontakte

Rastermaß

Quelle: Der ultimative Leitfaden zur Auswahl von Anschlussblöcken

Das Rastermaß ist das Maß für den Abstand zwischen zwei benachbarten Kontakten. Wenn die Anzahl der Kontakte in einem Steckverbindergehäuse zunimmt, muss der Steckverbinder wachsen oder der Abstand zwischen den Kontakten kleiner werden. Steckverbinder mit vielen Datenleitungen haben in der Regel sehr kleine Rastermaße.

Kontakt, Gehäuse, Steckverbinderbaugruppe und Einsatz

• Kontakte (auch Anschlüsse genannt) - Hierbei handelt es sich um die metallischen Schnittstellen im Inneren des Steckverbinders, die einen zuverlässigen Weg für die Übertragung von elektrischer Energie und Datensignalen über den Steckverbinder bieten. Diese Kontakte sind mit Drähten oder Leiterbahnen auf der Leiterplatte (Platine) verbunden. Die meisten Kontakte haben eine Beschichtung auf der Kontaktoberfläche, um die elektrische Leitfähigkeit oder die Verschleißfestigkeit zu verbessern.
• Gehäuse - Die äußere Struktur, die die Kontakte beim Herstellen der Verbindung sicher festhält und die Verbindung vor äußeren Umwelteinflüssen schützt. Steckergehäuse können auch einen Verriegelungsmechanismus für die beiden Seiten der Verbindung bieten, um sicherzustellen, dass die Verbindung nicht versehentlich gelöst wird.
• Steckverbinderbaugruppe - Die gesamte Steckverbinderlösung, d. h. sowohl die Kontakte als auch das Gehäuse, aber auch jegliches Zubehör, das hinzugefügt werden kann, wie z. B. Zugentlastungsvorrichtungen für am Kabelende montierte Steckverbinder, Dichtungsmanschetten zum Schutz vor Umweltpartikeln oder Schutzkappen für den Fall, wenn der Steckverbinder nicht angeschlossen ist.
• Einsatz - Hierbei handelt es sich um ein elektrisch isolierendes Material wie Kunststoff oder Gummi. Diese Einsätze sind die Konstruktion, in die die Kontakte des Steckverbinders eingesetzt werden, um die richtige Kodierung und Ausrichtung der Kontakte zu gewährleisten.

Beispiel für einen Einsatz, die Kontakte und das Gehäuse eines Steckverbinders.
Quelle: Was ist ein hochbelastbarer Steckverbinder und wo werden sie in der industriellen Verbindungstechnik eingesetzt?

Kontaktanschlussarten

Es gibt viele verschiedene Arten von Kontaktverbindungen. Größen und Anschlussarten hängen von der Anwendung und den Anforderungen ab. Im Folgenden sind einige der gebräuchlichsten Arten von Kontaktanschlüssen aufgeführt:

• Gecrimpte Kontakte - schnell und einfach, kann aber Spezialwerkzeug zum Crimpen der Kontakte auf die Leitung erfordern

Ein Beispiel für das Crimpen von Kontakten aus dem TechForum:
Quelle: Serie EDAC 516 - Crimp-Empfehlung

• Lötkelch - billig und bietet Schutz gegen Umwelteinflüsse sowie solide elektrische Verbindung, ist aber zeitaufwendig beim Löten

Ein Beispiel für einen korrekten Lötkelchanschluss
Quelle: NASA Workmanship Inspection Pictorial Reference

• Anschlussstift - Stiftkontakte (Pins) oder einpolige Steckverbinder, die normalerweise auf Leiterplatten zu finden sind

Beispiel für einen Steckverbinder mit Stiftkontakten von Amphenol:
Quelle: Digikey-Teilenummer 4995-M12A-04PMMP-SF8001-ND

Montageart

• Frei hängend - Dies sind Steckverbinder, die am Ende eines Drahtes oder Kabels angebracht werden. Frei hängende Steckverbinder bieten zwar eine größere Reichweite und Flexibilität abseits des Geräts und sind nur durch die Kabellänge begrenzt, können aber leichter beschädigt werden oder größeren Gefahren ausgesetzt sein.
• Schalttafeleinbau - Steckverbinder für diese Montageart werden an der Außenseite eines Gehäuses oder einer Wand befestigt. In der Regel wird ein Loch oder ein Ausschnitt in das Gehäuse gebohrt, durch das der Stecker gesteckt wird. Die Befestigung erfolgt entweder durch eine Mutter und einen Gewindehals, durch externe Schrauben oder durch die Montage auf der Leiterplatte im Inneren des Gehäuses. Sie bieten einen guten Schutz (gegen eindringende Medien), da das Loch, das für den Stecker gemacht wurde, durch den Stecker abgedichtet werden kann.
• Leiterplattenmontage - Bei der Leiterplattenmontage wird die primäre strukturelle Unterstützung des Steckverbinders durch die Leiterplatte gewährleistet, an die er befestigt ist. Zusätzlich zu den Kontakten kann es auch unterstützende Stifte oder Pfosten geben, die ihren eigenen Platz auf der Leiterplatte benötigen.

Beispiel für einen Steckverbinder zur Leiterplattenmontage:
Quelle: Digikey-Teilenummer L77HDE15SD1CH4FVGA-ND

Schutz vor Staub und Feuchtigkeit

Je nach Betriebsumgebung kann ein Steckverbinder hohen oder niedrigen Temperaturen, Wasser, Staubpartikeln, gefährlichen Chemikalien oder anderen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sein, die die Leistung des Steckverbinders beeinträchtigen oder sogar zu einem vollständigen Ausfall führen können. Ein abgedichteter Steckverbinder ist ein Steckverbinder, der so konstruiert ist, dass er den Umweltbedingungen standhält.

Die Schutzart (IP) gibt an, wie gut ein Anschluss abgedichtet ist und welchen Umweltbedingungen er standhalten kann. Einige Beispiele der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) für den Schutz vor eindringenden Medien (IP) sind:

• IP20 bedeutet Schutz vor festen Objekten größer als 12 mm
• IP67 bedeutet Schutz gegen Eintauchen in 1 Meter tiefes Wasser für bis zu 30 Minuten
• IP69K bezeichnet die Beständigkeit gegen Dampf und Hochdruckreinigung mit Wasser

Weitere Informationen zu IP-Bewertungen finden Sie hier: Subtile Erwägungen für Steckverbinder in rauen und extremen Umgebungen

Ein Hohlsteckverbinder, der staub- und feuchtigkeitsbeständig ist:
Quelle: Ein Überblick über IP-Klassifizierungen und wasserdichte Steckverbinder

Drahtmaterial

Dies ist das leitende Material, aus dem der Draht besteht. In der Regel handelt es sich dabei um Aluminium oder Kupfer, das zur Verbesserung der Lötbarkeit oder Hitzebeständigkeit mit Zinn oder in einigen Fällen mit Silber beschichtet wird.

Gauge (Dicke)

Die Anzahl der Querschnittmatrizen, durch die ein Draht gezogen wurde, um einen bestimmten Drahtdurchmesser zu erhalten. In den Vereinigten Staaten wird der Drahtdurchmesser nach dem American Wire Gauge (AWG) gemessen, je höher die Gauge-Nummer, desto kleiner der Drahtdurchmesser. Für größere Drähte werden „Circular Mils“ verwendet. MCM-Größen, auch kcmils (kilo-circular mils) genannt, sind für noch größere Kabel gedacht. Ein MCM entspricht 1000 Circular Mils.

AWG: Nach dem amerikanischen Wire-Gauge-System hat ein 36 AWG Draht einen Durchmesser von 0,0050 Zoll. Ein 0000er-Draht (4/0) hat einen Wert von 0,4600 Zoll für den Durchmesser. Dazwischen gibt es 39 weitere Gauge-Größen. Die Skala ist so konzipiert, dass sich die Querschnittsfläche des Drahtes für jeweils drei Schritte auf der Skala ungefähr verdoppelt.

Stromstärken für Drähte und Kabel

Die maximale Dauerstromstärke wird durch den Querschnitt des Kabels bzw. die Gesamtzahl der Leiter im Kabel und die äußeren Bedingungen in der Umgebung, einschließlich Umgebungstemperatur und Luftstrom, begrenzt.

Stromstärken für die AWG-Leitergrößen:
Quelle: DigiKey-Innovationshandbuch

Mehrwertdienstleistungen

DigiKey ist mehr als nur ein Weltklasse-Unternehmen für den Vertrieb von Bauteilen. Wir können auch eine breite Palette an wertvollen Zusatzleistungen anbieten, die alle dazu beitragen, Ihre Ideen Realität werden zu lassen, darunter:

• Zuschneiden von Drähten und Kabeln - verfügbar für eine breite Palette von Draht- und Kabelprodukten, einschließlich der führenden Marken in der Branche. Wir können Drähte und Kabel jeder Länge, jedes Querschnitts und jedes Gewichts ohne Spleiß und ohne Mindestabnahme nach Maß zuschneiden, einschließlich solcher mit Zertifizierung gemäß Underwriters Laboratories (UL, www.ul.org) und Drähten und Kabeln nach europäischem Standard.
• Flachbandkabel - Konfektionen im Zusammenhang mit von uns geführten IDC-Steckverbindern (Insulation Displacement Contacts = Schneidklemmkontakte). Kabelkonfektionen können mit Steckverbindern an beiden Enden oder mit einem Steckverbinder an einem Ende hergestellt werden. Sie können auch an jedem Ende unterschiedliche Steckverbinder anfordern, wenn die Anzahl der Leiter gleich ist.
• Rechteckige Kabel - Kabelkonfektionen mit vorrätigen Bauteilen.
• FFC - Flachbandkabelkonfektionen mit den FFC-Steckverbindern (FFC = Flat Flexible Connectors), die wir von TE Connectivity führen. Sie sind auf unserer Website als Mehrwertartikel aufgeführt. Kabelkonfektionen können als Lötfahne zu Lötfahne, Steckbuchsengehäuse zu Lötfahne oder Steckbuchsengehäuse zu Steckbuchsengehäuse hergestellt werden.
• Vorgecrimpt - gecrimpte Kontakte auf Draht.

Elektrische Spezifikationen

Auch die elektrischen Eigenschaften müssen bei der Auswahl der richtigen Verbindung für eine Anwendung berücksichtigt werden.

• Kabel und Leitungen haben einen bestimmten Widerstand, der in der Regel in Ohm pro 1000 Fuß oder Meter angegeben wird. Obwohl die Hersteller daran arbeiten, den Widerstand zu verringern, kommt es zu einem gewissen Leistungsverlust in Form von Wärmeabgabe.
• Die Nennleistung eines Steckverbinders ist die Leistung, die sicher über beide Seiten eines Steckers abgeleitet werden kann.

Wie viel Strom kann ich durch meine Verbindung (Stecker, Kabel oder Draht) leiten? Antwort anzeigen

Der Nennstrom (auch Strombelastbarkeit genannt) ist die maximale Stromstärke, die die Verbindung (Stecker, Kabel oder Draht) sicher übertragen kann. Je mehr elektrische Leistung durch die Verbindung geleitet wird, desto mehr Leistung geht aufgrund des geringen, aber kumulativen Widerstands der leitenden Materialien als Wärme verloren. Ein Überschreiten des Nennstroms kann zu Schmelzen, Funkenbildung und gefährlichen Ausfällen führen.

Das Foto zeigt einen kompakten Steckverbinder, der 55 Ampere pro Pol verarbeiten kann.
Quelle: Digikey-Teilenummer 2243-ASMPP30-1X2-RK-ND

Was bringt mir die Abschirmung meiner Verbindung (Stecker, Kabel oder Draht)? Antwort anzeigen

Elektromagnetische Interferenz (EMI) ist ein Rauschen, das entsteht, wenn mehrere Strom- oder Datensignale in einem System verwendet werden. Die EMI-Effekte können verstärkt werden, wenn die Leistung der Signale erhöht oder der Abstand zwischen den Verbindungen verringert wird. Abgeschirmte Verbindungen können sich auf die Signalintegrität auswirken und den Unterschied zwischen bestandenen oder nicht bestandenen Konformitätstests ausmachen.

Das Foto zeigt einen geschirmten Stecker.
Quelle: DigiKey-Teilenummer WM20205-ND

Steckverbinder für Militär sowie Luft- und Raumfahrt

Mil-Spec-Steckverbinder (Mil-Spec: „Military Specification“) und Zubehör, die die vom US-Verteidigungsministerium festgelegten Standards für Umweltverträglichkeit und Austauschbarkeit von Geräten erfüllen. Wie der Name schon sagt, wurden diese Standards ursprünglich für militärische Anwendungen wie zum Beispiel in der Luft- und Raumfahrt entwickelt, aber die Fähigkeit, in rauen Umgebungen zuverlässig zu arbeiten, und die Möglichkeit, sie anzupassen, haben dazu geführt, dass Mil-Spec-Steckverbinder schnell von Industrie-, Automobil-, Hochfrequenz-, Computer- und Telekommunikationsanwendungen übernommen wurden, die weit über die ursprünglichen militärischen Anwendungen hinausgehen, für die sie ursprünglich entwickelt wurden. Heute bieten die meisten Hersteller von Mil-Spec-Steckverbindern eine breite Palette von Rundsteckverbindern für zivile Märkte an.