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Verbindungstechnik Welche Techniken einen Steckverbinder steckbar machen

Autor / Redakteur: David Pike * / Kristin Rinortner

Schlagwörter wie Miniaturisierung, Anwenderfreundlichkeit und Hochgeschwindigkeitsübertragung prägen die Entwicklungen heutiger Steckverbinder. Wir stellen einige Beispielapplikationen vor.

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Anschlusstechniken: Viele Steckverbinderhersteller richten ihr Augenmerk auf einfache Handhabung, werkzeuglose Konfektion und umfangreiche Schulungsmaßnahmen bei ihren Produkten
Anschlusstechniken: Viele Steckverbinderhersteller richten ihr Augenmerk auf einfache Handhabung, werkzeuglose Konfektion und umfangreiche Schulungsmaßnahmen bei ihren Produkten
(Bild: RS)

Im Gegensatz zu Entwicklungen in der Halbleitertechnik machen neue Steckverbindertechnologien nur selten Schlagzeilen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass keine Innovationen stattfinden. In diesem Artikel stellen wir eine Reihe von Steckverbinderentwicklungen vor, die bereits seit einiger Zeit in Produkten erhältlich sind, die aber vielleicht nicht immer die Anerkennung gefunden haben, die sie verdienen.

Welche alternativen Anschlussmethoden es gibt

Steckverbinder müssen an Adern, Kabel oder Leiterplatten angeschlossen werden und dafür sind oft teure und schlecht zu handhabende Werkzeuge erforderlich. Aus diesem Grund haben viele Hersteller von Steckverbindern ihre verstärkt Aufmerksamkeit auf Handhabung, Werkzeuge und Schulung gerichtet.

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Die SSL(Slim Seal Line)-Steckverbinder von TE Connectivity sind für LED-Beleuchtungsanwendungen konzipiert und verwenden die Schneidklemmentechnik für eine schnelle Installation (Bild 1).

Die Kontakte können Litzen oder Volldrähte aufnehmen, ohne dass diese abisoliert oder vorgelötet werden müssen. Die abgerundeten Ecken des Steckverbinderkörpers minimieren Abschattungseffekte.

Ein weiteres Beispiel für werkzeugfreien Anschluss sind die Combicon-Steckverbinder von Phoenix Contact. Diese Plug-and-Play-Technik basiert auf einem Federkäfig-Anschluss mit einem Metallfederkontakt, der Litzen oder Volldrähte aufnimmt, ohne dass dazu spezielle Werkzeuge benötigt werden.

Dies bedeutet, dass Anschlüsse vor Ort wesentlich einfacher eingerichtet werden können, auch ohne teure Werkzeuge und teure Schulung. Die Firma setzt diese Technologie in verschiedenen Produktreihen ein, einschließlich DIN-Schienen.

Einpresskontakte werden bereits seit vielen Jahren verwendet, aber sie haben sich heute zu einer hochwertigen Anschlussmethode entwickelt. Einpressanschlüsse haben sich als sehr robust erwiesen und sie wurden so weiterentwickelt, dass sie mittlerweile für viele unterschiedliche Anwendungen geeignet sind.

Der Presssitz ist ein wichtiges Merkmal der 2-mm-Hochgeschwindigkeits-ATCA (Advanced Telecommunications Computing Architecture)-Steckverbinder für Telekom-Gestellanwendungen, wobei es sich um die neueste Ausprägung des alten DIN41612-Rückwand-Steckverbinders handelt.

Zuletzt sollten unter den alternativen Anschlussmethoden noch die Leiterplatte-zu-Leiterplatte-Steckverbinder mit federbelasteten Kontakten von PRECIDIP Erwähnung finden. Sie sind besonders vibrationsbeständig und für Leiterplatten geeignet, die häufig herausgenommen und wieder eingesetzt werden.

Verkleinern von Platine-zu-Platine-Verbindungen

Da Elektronikgeräte ständig kleiner werden, sind besonders Produkte interessant, die Platinen-zu-Platinen-Verbindungen für zwei parallele Aufsatzkarten bieten. Die SlimStack-Steckverbinder für Platinenstapel von Molex bieten widerstandsfähige Flach- und Rundsteckerkontakte, welche im Vergleich zu herkömmlichen Stift und Buchsentechnologien deutliche Höheneinsparungen mit sich bringen und die daher ideal für die den Einsatz in tragbaren und mobilen Konsumentenprodukten geeignet sind. Durch die geringe Höhe des Steckverbinders kann der Abstand zwischen den Platinen auf bis zu 1,5 mm reduziert werden.

Der Steckverbinder DF23 von Hirose ist ähnlich aufgebaut und besonders für vibrationsintensive Umgebungen geeignet. Er kann daher z.B. in Handheld-Anwendungen verwendet werden und macht ebenfalls Platinenabstände von nur 1,5 mm möglich. Beide Produkte bieten sehr kleine Rastermaße (ab 0,5 mm) zwischen Kontakten.

Anwendungsübergreifende Steckverbindertechniken

Es kommt in der Elektronikbranche häufig vor, dass Technologien Anwendungen finden, die über die Bereiche hinausgehen, für die sie ursprünglich konzipiert wurden. Dies ist auch für Steckverbinder der Fall. Beispielsweise sind Hersteller zunehmend daran interessiert, abgespeckte Versionen von Geräten zu entwickeln, die ursprünglich militärische Verwendungszwecke hatten.

Der Mighty-Mouse-Rundstecker der Serie 80 von Glenair wurde für Anwendungen im Bereich Luft- und Raumfahrt oder Verteidigung konzipiert, in denen hohe Zuverlässigkeit benötigt wird. Er wird mittlerweile jedoch auch in medizinischen, industriellen und geophysikalischen Applikationen eingesetzt, in denen kompakte Form und geringes Gewicht gefordert sind. Die Serie bietet fast die gleiche Leistung wie Standard MIL-DTL-38999-Verbindungen, und dies bei einer 70%igen Gewichtseinsparung und 50% geringerer Größe für äquivalente Layouts.

Ein ähnlicher Fall liegt bei der Serie UTS von Souriau vor, die auf der früheren Steckverbindergeneration Trim Trio basiert. Sie ist benutzerfreundlich und ergonomisch ausgeführt, besitzt aber die Robustheit und Wasserbeständigkeit ihrer Vorgänger. Daher sind die Steckverbinder besonders beliebt für Anwendungen in der Verkehrsführung, in Wetterstationen und in Industrierobotern.

Amphenol ist mit robusten und kompakten Push/Pull-Rundsteckverbindern der Terrapin-Serie in den Markt eingetreten. Diese wurden ursprünglich für gelötete Anwendungen wie Radios und GPS-Empfänger entwickelt, sie eignen sich auch für Gigabit-Ethernet-Anwendungen und finden daher weite Verbreitung in LAN-Switchern und Routern. Die gute Abdichtung dieses Steckverbinders macht ihn ideal für den Außengebrauch, beispielsweise in Bodensensoren und Überwachungsanlagen.

Hersteller entwickeln auch Varianten von Steckverbindern, die ursprünglich für den Automobilmarkt konzipiert wurden. Diese leichten Kunststoff-Steckverbinder sind wasserdicht und verriegelbar, und werden auch weiterhin im Automobilbau verwendet. Merkmale wie Crimpkontakte, widerstandsfähige Gehäuse und wasserdichte Abdichtung bedeuten jedoch, dass diese Produkte auch in rauen Umgebungen wie bei der Grundwasserüberwachung oder im Bauwesen eingesetzt werden können.

Gute Beispiele für Steckverbinder mit verschiedenen Anwendungsgebieten sind u. a. die JWPF-Serie von JST, die SSC-Familie und die DTM-Serie (ehemals Deutsch) von TE Connectivity.

Beispiele für die Hochgeschwindigkeitsübertragung

Im Marktsegment für Hochgeschwindigkeits-Steckverbinder wurden Produkte entwickelt, die noch höhere Geschwindigkeiten unterstützen als es der ATCA-Standard verlangt.

Ein Beispiel dafür ist die ZipLine-Steckverbinderserie von FCI, die hohe Signaldichte und Datenraten von bis zu 12,5 GBit/s für Platinen-zu-Platinen- oder Rückwandverbindungen bietet.

Daneben hat Harting den standardmäßigen M12-Steckverbinder (12 mm) so weiterentwickelt, dass er 10 GBit/s unterstützt. Er erfüllt damit die Anforderungen für Hochgeschwindigkeitsübermittlung in Kabelsystemen der Kategorie 6a (Bild 4), welche in erster Linie bei der Vernetzung industrieller Maschinen Anwendung finden. Der Steckverbinder entspricht dem Standard PAS 61076-2-10x, der eine uniforme Steckfläche für 8-polige M12-Steckverbinder definiert.

Zu guter Letzt unterstützen die SFP-Plus-Steckverbinder von FCI eine Bandbreite von 10 GBit/s für Hochgeschwindigkeits-Glasfaser-Anwendungen über Ethernet.

* David Pike arbeitet als Marketing Engineer bei RS Components in Corby / UK.

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