Verbindungstechnik Präzisionsgefertigte Steckbuchsen

Bei Steckbuchsen ist üblicherweise der Preis der entscheidende Faktor. Und für sehr viele Massenprodukte und Anwendungen reicht die kostengünstige, in Millionenstückzahlen produzierte und in einem Stück gestanzte Steckbuchse tatsächlich völlig aus. Was aber, wenn die Anforderungen höher sind?

Stephen Capitelli, Product Engineering, Mill-Max (Vertrieb: WDI)

Bei modernen Produkten müssen die Entwickler die ständig wachsenden Anforderungen in Bezug auf die Performance, Signalübertragung und Leiterplatten-Dimensionierung berücksichtigen. Bei vielen dieser Produkte, besonders jedoch bei solchen mit einsatzkritischer Funktion, empfiehlt sich dringend die Verwendung präzisionsgefertigter Steckbuchsen. Deren Zuverlässigkeit, Vielseitigkeit und Flexibilität machen sie zum Mittel der Wahl für eine Vielzahl von Anschlusssystemen in den unterschiedlichsten Industrien.

Präzisions­gefertigte Steckbuchsen, zuweilen auch als PCB-Buchsen, Micro-Plugs oder als Steckverbindungsbuchsen bezeichnet, sind für ihre Zuverlässigkeit und Vielseitigkeit bekannt. Die zweiteilige Konstruktion aus einem Außenmantel und einem gestanzten Kontaktfinger im Inneren (Bild 1) soll die Flexibilität, Qualität und Zuverlässigkeit bieten, die einsatzkritische Anwendungen benötigen. In diesem Artikel sollen einige dieser Faktoren in den Blick genommen und insbesondere drei Gründe herausgestellt werden, die für eine Verwendung präzisionsgefertigter Steckbuchsen sprechen.

Zuverlässige und robuste Verbindung bei kritischen Anwendungen

Um es auf den Punkt zu bringen: Wenn Leben auf dem Spiel stehen, sind Ausfälle keine Option. Auf medizinische Geräte, Überwachungsgeräte in der Industrie, Sicherheitsausrüstungen oder die in der Luft- und Raumfahrt eingesetzte Elektronik müssen wir uns blind verlassen können. Man denke an implantierbare Insulinpumpen, Defibrillatoren, Medikamentenpumpen oder Herzschrittmacher. Oder auch an Nachtsichtbrillen, Cockpit-Kontrollausrüstungen und Gasdetektoren. Für alle diese Anwendungen werden äußerst zuverlässige Anschlüsse oder Stift-/Buchsen-Kombinationen benötigt, die genau auf das einzelne Gerät und die Belastungen in der jeweiligen Einsatzumgebung abgestimmt sind.

Kritische Anwendungen verlangen nach präzisionsgefertigten Steckbuchsen insbesondere deshalb, weil sie mit gestanzten Mehrfachkontaktfingern ausgestattet sind, die eine Schnittstelle mit redundanten Kontaktpunkten und eine gasdichte Verbindung herstellen. Diese Kontakte behalten ihre normalen, charakteristischen Eigenschaften selbst bei längerer Stoß- oder Vibrationseinwirkung und bei veränderten Umweltbedingungen bei. Sie funktionieren zuverlässig über mindestens 1000 Einsteck- und Abziehzyklen und – je nach Größe, Form und Oberfläche des Gegenstücks – auch noch deutlich länger. Und all das ohne elektrische Unterbrechungen von länger als 1 µs bei Vibrationsfrequenzen von 10 Hz bis 2000 Hz und Vibrationen bis 15 g oder Stoßeinwirkungen bis 50 g.

Dazu ein typisches Beispiel: Ein Hersteller von Instrumenten für Flugzeuge hatte jahrelang einen gestanzten Kontaktbalken für den Anschluss mehrerer Komponenten für verschiedene Signalfunktionen der Instrumententafel verwendet. Dazu gehörte auch die Funktion der Signallampen. Hauptsächlich aufgrund von Material­ermüdung durch Temperaturänderungen sowie Stoß und Vibration zeigten diese gestanzten Steckverbinder Verschleißerscheinungen. Infolgedessen zeigten die Signallampen eine Störung an, auch wenn gar keine vorlag, und umgekehrt. Der Hersteller ersetzte den gestanzten Anschluss durch präzisionsgefertigte Steckbuchsen und führte Tests durch. Die neue Komponente wird heute eingesetzt.