Anforderungen an Steckverbinder: IP-Schutzklassen, Übertragungsraten, Steckzyklen & Co.

Inhaltsverzeichnis

1. Was sind Steckverbinder?
2. Die verschiedenen Steckverbinder-Typen
3. Welchen Umwelteinflüssen müssen Steckverbinder standhalten?
4. Steckverbinder für den Austausch von Daten, audiovisuellen Signalen & die Stromübertragung

Was sind Steckverbinder?

Steckverbinder sind elektromechanische Bauteile zum Verbinden und Trennen elektrischer Leiter. Sie bestehen aus zwei „Geschlechtern“ – der weiblichen Komponente, die als Steckbuchse bezeichnet wird und dem männlichen Pendant, das als Stecker bekannt ist. Durch den Zusammenschluss der beiden Komponenten wird ein Schaltkreis hergestellt. Dieser kann mittels Stecker geschlossen und geöffnet werden.

Stromversorgung, Datenaustausch und mehr: Steckverbinder gibt es in unterschiedlichen Konfigurationen und sie sind in zahlreichen Anwendungsbereichen zu finden. Beispiele lassen sich viele finden: etwa bei der Stromübertragung, beim Datenaustausch oder in der Übermittlung audiovisueller Informationen. Um einen leistungseffizienten Einsatz sicherzustellen, müssen Steckverbinder definierten Anforderungen genügen. Denn: sie sind permanenten Umwelteinflüssen ausgesetzt. Vibrationen, mechanische Belastungen, das Einwirken von Flüssigkeiten (zum Beispiel von Lösungsmitteln, Ölen oder Chemikalien) und Korrosion strapazieren die Lebensdauer dieser elektromechanischen Bauteile.

Welche Arten von Steckverbindern gibt es? Welchen Anforderungen müssen diese gerecht werden, und wie wirken sich Umwelteinflüsse auf die Bauteile aus?

Die verschiedenen Steckverbinder-Typen

• Audiostecker und Videostecker: dienen der Übertragung von Ton- und Videosignalen. Diese Typen von Steckverbindern sind häufig in Geräten des Heimgebrauchs (zum Beispiel in Kopfhörern oder im Fernseher) verbaut.
• Hochfrequenz-Steckverbinder: HF-Stecker (Kabel, Stecker und Buchse) sind in der Regel durch ein Netzgewebe gegen elektromagnetische Störungen abgeschirmt. Für die Verkabelung wird oft ein Koaxialleiter verwendet, weil dessen innere Isolation passend ist.
• IC-Sockel und IC-Fassungen: In der Prototypenentwicklung werden Integrierte Schaltkreise (ICs) meistens per IC-Sockel verbunden. Das ermöglicht einen schnellen und flexiblen Austausch der Komponenten.
• Industrie-Steckverbinder: zeichnen sich durch eine hohe mechanische Robustheit aus und dienen der Übertragung von Steuersignalen in industriellen Anwendungen (zum Beispiel im Automotive-Bereich).
• Kartensockel: sind direkt auf die Platine eines elektronischen Geräts gelötet und erlauben die Verwendung von SIM-Karten, SD- oder MicroSD-Karten.
• Laborsteckverbinder: für schnelle, sichere und unkomplizierte Verbindungen in sensiblen Arbeitsbereichen (zum Beispiel Bananenstecker oder Krokodilklemmen).
• Netzsteckverbinder: ermöglichen den Anschluss von Kabeln und Geräten an Stromnetze. Netzstecker gibt es gerade, gewinkelt, als dreipoligen Typus mit Schutzkontakt oder als zweipoligen Eurostecker für Elektrogeräte mit Gehäuse.
• Platinen-Steckverbinder (Board-to-Board): werden beim Aufbau von Leiterplatten verwendet. Typische Verbinder für Platinen sind Messerleisten, Federleisten, Stiftplatinen oder Buchsenleisten.
• Telekommunikations- und Datentechniksteckverbinder: gängigste Netzwerkstecker sind RJ-Stecker und -Buchsen. RJ45-Stecker finden beispielsweise Anwendung in Ethernet-Netzwerken, worin sie etwa Router und Gateways koppeln.
• Verbindungsklemme, Reihenklemme und Einzeladerverbinder: ermöglichen das schnelle und unkomplizierte Verbinden von Kabeladern und Litzen. Abisolierte Kabel können so werkzeuglos eingesteckt und entfernt werden – praktisch beim Aufbau von Prototypen.

Widerstandsfähigkeit gegen: magnetische Einflüsse

Um magnetische Störsignale zu unterbinden, können Steckverbinder (sowohl Stecker als auch Buchse) mit einer Abschirmung ausgestattet sein. Diese muss an die Intensität der magnetischen Störungen (zum Beispiel dynamische, leistungsgebundene oder feldgebundene Störungen) angepasst sein. Bei starker elektronischer Belastung kann auch der gesamte Pfad des Steckers (einschließlich Kabel) isoliert sein.

Die Abschirmung zum Erhalt weiterer Elektrobauteile ist wichtig, weil: In elektronischen Geräten werden durch den Stromfluss mehrere magnetische Felder erzeugt. Diese Felder können – je nach Intensität – Schäden an anderen Bauteilen hervorrufen. Die Folge sind Störungen im gesamten Schaltkreis. Im Weiteren können die Komponenten dauerhaft geschädigt werden und müssen ausgetauscht werden.

Die elektromagnetische Abschirmung folgt dem Prinzip der Influenz – durch die Verwendung elektrisch-leitfähiger Materialien (zum Beispiel Kupfer oder Aluminium) gelingt die Unterbindung magnetischer Störungen. Für den Schutz anderer elektronischer Bauteile werden die Komponenten, Steckverbinder oder Gehäuse mit Schutzfolien abgeschirmt oder mit metallenen Lackierungen überzogen.

Widerstandsfähigkeit gegen: Flüssigkeiten, Korrosion, Chemikalien & Fremdstoffe

Steckverbinder müssen gemäß dem jeweiligen Einsatzgebiet (zum Beispiel in Industrieanlagen) unterschiedlichen Einflüssen (etwa durch Flüssigkeiten oder Chemikalien) standhalten. Je nach Grad der Belastung und den Anforderungen des Einsatzbereiches werden die elektromechanischen Bauteile entsprechenden IP-Schutzarten zugeordnet. Das Kürzel „IP“ steht dabei für „International Protection“. Die folgenden Kennziffern geben Auskunft darüber, welchen Anforderungen die Produkte genügen.

Steckverbinder für den Austausch von Daten, audiovisuellen Signalen & die Stromübertragung

So vielseitig die Anwendungsbereiche von Steckverbindern sind, so unterschiedlich sind ihre Aufbauformen und baulichen Eigenschaften – ob es Quicklock-Kopplungen für ein schnelles und sicheres Verbinden und Trennen von Schaltkreisen sind, oder IC-Fassungen bei der Prototypenentwicklung.

Entscheidend ist, dass die Steckverbinder hinsichtlich Steckzyklen, Widerstandsfähigkeit und wirtschaftliche Effektivität den jeweiligen Anforderungen entsprechen. Im Onlineshop von Bürklin Elektronik sind die verschiedenen Steckverbinder-Typen ausgewiesen und verfügbar.