Vielfältige Verbindung

Steckverbinder - Die elektrische Verbindungstechnik ist ein zentrales Element der industriellen Automatisierung. Damit die nötigen Steckverbinder immer eine sichere Verbindung gewährleisten, müssen sie allerdings Anforderungen erfüllen, die weit über ihre rein technischen Eigenschaften hinausgehen.

11. Dezember 2007

Scheinbar triviale Bauteile in beinahe jeder elektrischen Einrichtung sind die Steckverbinder, die weltweit von mehr als 1.000 Unternehmen angeboten werden. Dennoch steigen aufgrund immer neuer Technologien, Einsatzgebiete und gesetzlicher Vorgaben die Anforderungen an Industriesteckverbinder in der Automatisierung stetig. Im Blick punkt stehen dabei neben Themen wie Steckzyklen, Maximalströme, Temperaturbeständigkeit und Schutz vor Schmutz und Feuchtigkeit zunehmend auch die Umweltverträglichkeit der Materialien, weltweite Zulassungen oder Normumstellungen. Die Hersteller von Industrie-Steckverbindern müssen daher auf diese neuen Anforderungen reagieren und entsprechende Maßnahmen in ihren Entwicklungs- und Fertigungsprozessen definieren.

Zahlreiche Varianten

Die wichtigste Vorgabe bei der Konzeption von Steckverbindern für die Industrieumgebung waren früher hauptsächlich Robustheit und eine fehlerfreie Übertragung von Leistung oder Signalen. Heute dagegen treiben vor allem eine zunehmende Variantenvielfalt und ein immer breiteres Anforderungsspektrum die Entwicklungsprojekte voran. In erster Linie entscheidet also die Machbarkeit der Bauform über die Entwicklung eines Steckverbinders. Hinzu kommt, dass neben großen Stückzahlen bei Standardartikeln häufig auch kundenspezifische Lösungen in kleinen oder kleinsten Mengen gefragt sind: Speziell die Automatisierung verlangt oft nach individuellen Steckverbindern. Die Konstrukteure müssen deshalb einerseits immer kompaktere Bauformen realisieren ? und zwar unter Berücksichtigung der fließenden Ströme und den daraus resultieren Luft- und Kriechstrecken ? und dabei andererseits auch bei einer zunehmenden Anzahl von Kontakten und Steckzyklen, einem bestimmten Schutzgrad sowie bei definierten Einsteck- bzw. Ausziehkräften stets eine einwandfreie Kontaktierung gewährleisten.

Im Mittelpunkt bei der Konzeption eines Steckverbinders stehen neben den konstruktiven Anforderungen vor allem die rauen Umgebungsbedingungen wie Temperaturschwankungen, Feuchtigkeit, aggressive Flüssigkeiten und mechanische und dynamische Belastungen sowie die Verträglichkeit mit Hilfsstoffen. In der Gebäudeautomatisierung kommt zusätzlich die Forderung von UV- und Ozonbeständigkeit hinzu.

Integrierte Funktionen

Ein anderes Thema ist die immer größer werdende Funktionsintegration. Im Vordergrund stehen dabei in erster Linie eine einfache Konfektionierung und der sichere Kabelanschluss. Daneben sind aber auch unverlierbare Schrauben und integrierte Dichtungen gefragt, um die Installation zu vereinfachen und zu beschleunigen. Um den Kontaktübergangswiderstand zu minimieren, werden zusätzlich versilberte oder vergoldete Kontakte verwendet.

Zudem erwarten immer mehr Anwender die Lieferung von komplett konfektionierten Leitungen, die deutliche Kostenvorteile gegenüber der lohnintensiven Direktverdrahtung bieten. Für den Steckverbinder-Hersteller bedeutet dies jedoch eine zunehmende Verantwortung für das eingesetzte Kabel, insbesondere wenn die Leitungen in Eigenfertigung konfektioniert werden.

Zu beachten ist hier je nach Anwendung eine Vielzahl von Anforderungen, die einerseits vom Kunden selbst kommen, anderseits gesetzlich vorgeschrieben sind. Hierzu gehören etwa die Verwendung bestimmter Materialien wie Gummi oder Neopren für den Außenbereich oder PVC-Leitungen für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie. Ein Höchstmaß an Flexibilität erfordern hier verschiedene Kabellängen, unterschiedliche Kontaktzuordnungen und Aderfarben, spezielle Kontaktlegierungen, Einzeladerabdichtungen und kundenspezifische Bedruckungen.

Dazu kommen internationale und spezielle Normen, speziell für Produkte, die im Ausland eingesetzt werden sollen, wie beispielsweise die UL-Zulassung der amerikanischen Zulassungsstelle oder die FDA-Zulassung für die Lebensmittelindustrie. International im Geschäft bleiben hier nur diejenigen Hersteller, die flexibel genug auf solche Anforderungen reagieren.

Bei der Konzeption von Steckverbindern zu beachten ist zudem die internationale Anpassung von Normen. Ein gutes Beispiel dafür ist die Farbcode-Anpassung nach DIN VDE 0293-308 bei der Kennzeichnung von Adern in harmonisierten Kabeln. Diese Norm verringert Probleme bei einer Änderung der Farben und Anordnung der Adern in manchen Applikationen, etwa bei einer Konfektionierung von alten und neuen Leitungen.

Nicht zuletzt müssen die Hersteller zahlreiche gesetzliche Vorschriften beachten. Ein Beispiel hierfür ist die RoHS-Verordnung zur Vermeidung umweltgefährdender Substanzen in elektrotechnischen Produkten: Deren Umsetzung er fordert von den Steckverbinder-Herstellern umfangreiche Maßnahmen, angefangen von der Untersuchung der betroffenen Baugruppen und Einzelteile über Hilfsstoffe und Fertigungsmittel, wie beispielsweise bleifreies Lot, bis hin zu kompletten Anpassungen des Materials und der Fertigungsprozesse.

Oliver Götze, Hirschmann/bt

Fakten

- Steckverbinder dienen zum elektrischen Anschluss von Sensoren und hydraulischen oder pneumatischen Aktoren.

- Zahlreiche Versionen ermöglichen eine individuelle Anpassung.

Erschienen in Ausgabe: Wer macht was?/2008