Grundbauformen elektrischer Steckverbindungen

In vergangen Blog-Beiträgen sind wir bereits auf die Eigenschaften und Verwendungen von gängigen Steckverbindungen eingegangen. In folgendem Beitrag wollen wir ihnen die Grundbauformen eben dieser, einmal etwas genauer vorstellen.

Vorwort:

Steckverbinder dienen zum Verbinden und Trennen von Leitungen, meist für elektrischen Strom – eben wie in unserem Fall, allerdings auch für optische Strahlung bzw. allgemein technische Medien. Die Verbindungsteile werden dabei durch Formschluss der Steckerteile ausgerichtet, durch Federkraft kraftschlüssig lösbar fixiert (Kontaktfuß) und oftmals durch ein finales Verschrauben zusätzlich gegen unbeabsichtigtes Lösen gesichert

Bei elektrischen Steckverbindungen unterscheidet man den männlichen Teil einer Steckverbindung, welchen man an den nach außen weisenden Kontaktstiften erkennt, vom weiblichen Teil, welchen man wiederum an nach innen weisenden Konaktöffnungen erkennt. Der männliche Teil wird als Stecker bezeichnet, wenn er an ein Kabelende gehört, oder ein Einbaustecker, wenn er zum festen Einbau in ein Gerätegehäuse vorgesehen ist. Der weibliche Teil wird als Kupplung bezeichnet, wenn er an einem Kabelende befestigt wird, oder als Buchse, wenn der feste Einbau in ein Gerätegehäuse vorgesehen ist. Sowohl für Netzspannung führende Verbindungen innerhalb von Elektrogeräten als auch im KFZ-Bereich kommen regelmäßig Flachsteckverbinder zum Einsatz, die als Kabelschuhe auf die Aderenden des Kabelbaums im Crimp- oder Pressverfahren aufgequetscht werden und sowohl isoliert als auch völlig unisoliert vorkommen.

Es gibt auch Steckverbinder mit Steckelementen beiderlei Geschlechts oder solche für elektrischen Strom, Strahlung oder Medien in einem gemeinsamen Steckergehäuse.

Bei Leiterplatten wiederum unterscheidet man zwischen direkten und indirekten Steckverbindern. Bei direkten Steckverbindern sind die Steckkontakte besonders geformte Leiterbahnen. Bei indirekten Steckverbindern werden spezielle Stecker aufgelötet, sogenannte Stift- oder Messerleisten. Bei den Gegenstücken der direkten Steckverbinder auf den Leiterplatten spricht man von Federleisten.

Verbindung zu Platine oder Kabel

Steckverbinder auf einer Platine werden oftmals über gerade oder gewinkelte Lötstifte mit der Platine verlötet. Diese Verfahrensweise deckt in den meisten Fällen auch schon die mechanische Befestigung ab. Wenn allerdings größere mechanische Robustheit benötigt wird, wird zum Beispiel ein Abschirmblech mehrfach mit der Platinenmasse verlötet, in einer zweiten Stufe werden zusätzliche Niet- und Schraubverbindungen zur Platine eingesetzt.

Kabel oder Schaltdrähte werden entweder an Lötösen des Steckverbinders angelötet oder bei der Hausinstallation auch geschraubt, oder der Verbinder wird – bei vieladrigen Flachkabeln – mit Schneidklemmpresstechnik auf das Kabel aufgepresst. Alternativen zur Löttechnik sind die massive Einpresstechnik, die Wickelverbindung oder aber auch die Direktstecktechnologie.

Kontaktwiderstand

Je nach Verwendung sind besondere Anforderungen an den Übergangswiderstand zu stellen. Dazu zählt beispielsweise auch die Zuverlässigkeit eines eher niedrigen Kontaktwiderstandes über lange Zeiträume oder über eine hohe Anzahl von Steckungen oder während mechanischer Bewegungen.

Ebenso wichtig für den Kontaktwiderstand sind aber auch der Kontaktdruck und die Kontaktfläche selbst. Nicht immer ist eine große Kontaktfläche die günstigste Variante, weil dann der Kontaktdruck fehlt oder der Kontakt nur noch punktweise stattfindet.

Steckergehäuse

Stecker und Kupplungen sind bei internen Verbindungen häufig unverkleidet. Wenn es aber um Außenverbindungen geht, ist es aus mehreren Gründen angeraten, die Kontaktstelle zu verkleiden:

• Direktkontaktschutz: Einerseits sollen außenstehende Personen oder auch andere Kabel oder Geräte davor bewahrt werden, in Kontakt mit potenziell gefährlichen Spannungen zu kommen, andererseits sollen die Leiter vor ungewollten Verbindungen mit anderen Signalen geschützt werden. Zudem bewirkt diese Kapselung noch einen gewissen Staub- und Korrosionsschutz.
• Zugentlastung: Schwere Kabel und Leitungen sollen nicht direkt an der elektrischen Kontaktstelle ziehen, da diese nicht dafür vorgesehen ist und auf Dauer versagen könnte. Das abgehende Kabel wird deshalb oft per Crimp- oder Schraubklemmverfahren innerhalb des Steckergehäuses montiert, so dass die Kräfte an dieser Stelle definiert angreifen können.
• Mechanische Festigkeit: Wenn man eine Steckverbindung löst, soll man nicht am Kabel ziehen (auch wenn eine Zugentlastung vorhanden ist), der Steckverbinder sollte so geformt sein, dass er gut greifbar und handhabbar ist. Genau aus diesem Grund ist die Oberfläche oft geriffelt, damit Zugkräfte besser übertragen werden können.

Wir hoffen, das Ihnen dieser Beitrag weitergeholfen hat. Hier, auf unserem Blog finden Sie noch viele weitere hilfreiche Beiträge zum Thema Elektrotechnik und dem korrekten Arbeiten mit Steckverbindungen.