Wie funktionieren Steckverbinder?

Als Komponenten der elektrischen Verbindungstechnik verbinden Steckverbinder elektrische oder signalführende Leitungen.

Elektroniksteckverbinder und Industriesteckverbinder bestehen hierzu aus einem Gehäuse, in dem ein oder mehrere leitende Kontakte untergebracht sind. Je nach Einsatzbereich müssen Steckverbinder robust und unempfindlich gegen Temperaturschwankungen, sowie resistent gegen eindringende Feuchtigkeit und Staub sein. Einige Amphenol Stecker, Harting Stecker oder Phoenix Contact Steckverbinder für den Industriebereich verfügen zudem über eine integrierte Verriegelung. So wird ein unbeabsichtigtes Lösen der Steckverbindung im laufenden Betrieb verhindert.

Was ist eine Steckverbindung und wie ist sie aufgebaut?

Der Steckverbinder oder Stecker ist ein bewegliches Anschlussteil, dessen Kontaktstifte von den Kontakthülsen der Steckdose umgriffen werden. Sie sind mit der elektrischen Leitung verbunden. 

Egal, ob M8 Steckverbinder, M12 Steckverbinder Signalsteckverbinder oder RD 24 Steckerverbinder: grundsätzlich besteht ein Stecker aus zwei Teilen:

• Aus einem als weiblich bezeichneten Teil mit nach innen gerichteten Öffnungen für die Kontakte. Dieser Teil dient als Gegenstück für den eigentlichen Stecker. Befindet sich dieses Teil an einem Kabelende wird es als Kupplung bezeichnet. Ist es fest in einem Gehäuse oder in der Wand eingebaut, spricht man von einer Buchse. (Siehe oberes Bild rechts)
• Aus einem männlichen Teil mit nach außen ausgeführten Kontaktstiften. Von einem Stecker spricht man, wenn dieser Teil an einem Kabelende angebracht ist, von einem Einbaustecker, wenn er fest in ein Gehäuse integriert ist. Siehe unteres Bild rechts)

Allen Steckverbindungen gemein ist, das die strom- oder signalführenden Teile beider Steckerteile passend und formschlüssig zueinander ausgerichtet sind. Wichtig ist außerdem, dass die Kupplung und der Stecker in den Anzahl der Pole und damit der Steckbilder übereinstimmt.

Bestandteile eines Harting Steckverbinders sind das Unterteil, auch als Anbaugehäuse oder Sockelgehäuse bezeichnet. Auch ein Kupplungsstecker wird als Unterteil behandelt. Im Bereich der schweren Steckverbinder von Harting erkennt man das an der Dichtung. Oberteile, auch Tüllen oder Tüllengehäuse genannt verfügen meist über einen Kabelabgang mit einem PG oder Metrischen Gewinde. Entsprechend passende Verschraubungen in z.B. M16 werden dort eingeschraubt. Weitere Ausführungen gibt es aber auch ohne Verschraubung. Je nach Steckverbinder Typ und Hersteller.

Was ist ein tauchfester Steckverbinder?

Ein tauchfester Steckverbinder ist ein Stecker der im geschlossenen Zustand die Anforderungen an die Schutzart IP 67 oder IP 68 erfüllt.

Was ist die Aufgabe einer Steckverbindung?

Die Aufgabe einer Steckverbindung ist die Bildung einer definierten, leicht trennbaren Schnittstelle zwischen elektrischen Komponenten, Systemen oder Anlagen. Die Beeinflussung der relevanten technischen Parameter im Vergleich zur festen Verdrahtung“ soll dabei möglichst gering sein.

Wichtig: Die Langfristig einwandfreie Funktion der Steckverbindung unter Beibehaltung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften.

• Langfristige mechanische Stabilität
• Konstant geringe Verluste geringer Durchgangswiderstand
• Dauerhafter Schutz gegen Umwelteinflüsse (IP, UV, EMV…etc.)

Welche IP-Schutzarten gibt es bei Steckverbindern?

Je nach Einsatzbereich müssen Steckverbinder über einen Berührungsschutz verfügen, sowie resistent gegen eindringendes Wasser und Staub sein. Zu den gängigsten IP-Schutzarten bei Steckverbindern zählen:

• IP 44: Rundum-Schutz vor Spritzwasser, Berührungen mit Drähten/Fremdkörpern (größer gleich 1 mm) und Werkzeugen
• IP 67: Schutz vor einem starken Wasserstrahl und bei zeitweiligem Untertauchen. Resistent gegenüber eindringendem Staub, Fremdkörpern sowie Berührungen.

Alle weiteren IP Schutzklassen für Steckverbinder können sie in der Grafik nachlesen.

Welche Zulassungen gibt es bei Steckverbindern?

Müssen Steckerverbinder bestimmte technische oder sicherheitsrelevante Anforderungen erfüllen, benötigen sie unter Umständen eine Zulassung durch eine akkreditierte Prüfstelle. Erst dann erhält ein Steckverbinder-System ein Prüfsiegel, dass seine Tauglichkeit für den jeweiligen Einsatzbereich bestätigt.

Desweiteren sind Steckerverbinder häufig auch mit Prüfsiegeln folgender Institutionen gekennzeichnet:

• RoHS (EU-Richtlinie 2011/65/EU)

Steckverbinder die in bestimmten Märkten eingesetzt werden, benötigen zusätzlich eine Zulassung des jeweiligen Landes an dem z.B. die Maschine eingebaut wird.

• UL (UL 969 „Standard for Marking and Labeling Systems) für die USA
• CCC (China Compulsory Certification) für den chinesischen Markt
• CSA (Canadian Standards Association“) für den kanadischen Markt

Elektrische Kenndaten von Industriesteckverbindern

Nach der Begriffsdefinition gemäß DIN EN 61 984 gibt es folgende elektrische Kenndaten für Industriesteckverbinder:

• Bemessungsstrom - z.B. 16 A
• Bemessungsspannung - z.B. 500 V
• Bemessungsstoßspannung - z.B. 6 kV
• Verschmutzungsgrad - z.B. 3

Welche Polzahlen gibt es bei Steckverbindern?

Steckverbinder gibt es in vielen verschiedenen Polzahlen. In der nachfolgenden Tabelle haben wir unsere Steckverbinder einmal für Sie nach Polzahlen sortiert. So kann man direkt ablesen welche Steckverbinder für welche Polzahl zur Verfügung stehen. In den kleineren Polzahlen stehen viele Steckverbinder-Typen zur Auswahl. Sollten sie jedoch einen höherpoligen Stecker benötigen, führt an den Harting Steckverbindern eigentlich kein Weg mehr vorbei.