Steckverbinder für hohe Ansprüche Robuste Verbindungen

Powerlok von Amphenol

Steckverbinder für die Vernetzung im Sinne der Industrie 4.0 müssen für den industriellen Einsatz ausreichend robust sein. Diese Eigentschaft kommt auch anderen Branchen zugute.

In fast allen Einsatzgebieten im Maschinen- und Anlagenbau und der Automatisierung sind Anwendungen besonders extremen Bedingungen ausgesetzt, wie Feuchtigkeit, Staub, Öl, Chemikalien, hohen Temperaturen und Vibrationen. Gleichzeitig muss die Anlagensicherheit unbedingt gewährleistet sein. Viele Hersteller haben bereits auf diese Anforderungen reagiert und Steckverbinder unterschiedlicher Standards entwickelt, die nach EN 60529 zertifiziert sind und die Schutzart IP67 oder IP 68 bieten. Dies gilt vor allem für die in industriellen Applikationen am häufigsten eingesetzten Typen M8 und M12, aber auch für Modular Jacks und USB. 

Dabei ist zu beachten, dass die Schutzart nur für den gesteckten Zustand gilt. Sobald ein Steckerende offen liegt, ist der Schutz in der Regel nicht gewährleistet. Eine besonders umfangreiche Serie an robusten Lösungen führt Molex: Die Serie „Sealed Connectors“ umfasst standardmäßige und kundenspezifische gekapselte Steckverbinder in unterschiedlichen Schutzarten. Bei Automatisierungskomponenten im Schaltschrank kommen meist Steckverbinder für Einzeladeranschluss zum Einsatz. Denn mit ihnen lässt sich die Anbindung der Sensoren, Aktuatoren und der Energieversorgung sehr flexibel realisieren. In der Leistungselektronik setzen Entwickler vermehrt auf Leiterplatten-Steckverbinder anstelle der bislang üblicheren Klemmenlösungen. Sie erlauben kompaktere und flexiblere Gerätedesigns und eine hohe Stromtragfähigkeit.  Im Bereich der Datenanschlüsse finden sich immer mehr industrietaugliche, genormte Steckverbinder, z.B. RJ45 und Rundsteckverbinder, da die Feldbussysteme zunehmend durch Industrial-Ethernet abgelöst werden. LWL-Steckverbinder ermöglichen die schnelle und störungsfreie Übertragung großer Datenmengen.

Automotive

Automotive-Komponenten müssen die höchsten Sicherheitsanforderungen erfüllen – dem kommt die Entwicklung robusterer Modelle sehr entgegen. Eine weitere Kernforderung ist hier die Reduzierung von Bauraum und Gewicht. So bieten einzelne Hersteller bereits Systeme mit mehr als 300 Kontakten. Hochleistungsfähige Legierungen wie CuNiSi machen diese zudem stromtragfähiger und ermöglichen dadurch kleinere Lösungen; Materialien wie Aluminium oder Kupferlegierungen sorgen für ein geringeres Gewicht.  Speziell für den Automobilbereich hat z.B. JAE die Serie MX19 entwickelt. Die kleinen, nach JIS D0203 S1 wasserfesten Wire-to-Wire Steckverbinder lassen sich mit nur einem Klick vollständig verbinden. Sie überstehen Temperaturen zwischen –40 und 105°C sowie die typischen Vibrationen, wie sie im Auto entstehen.

Dank der Kabeldurchführung mit rückwärtiger Abdichtung ermöglicht die MX19-Serie eine optimierte Anordnung des Kabelbaums, und die Anschlussklemmen lassen sich besser ins Gehäuse einfügen. Dabei schützt die Abdichtung vor Beschädigungen, Kabelflattern und Eindringen von Wasser. Die Anschlussklemmen-Terminals verfügen über einen Doppelplatten-Federmechanismus mit großer Trägerlänge für geringe Steckkräfte und Druckausbreitung. Ausgelegt bis 5 A und für Kabel zwischen 20 und 22 AWG sind 2- und 4-polige Varianten verfügbar.

E-Mobility
 
Hybrid- und Elektrofahrzeuge bringen neue Spannungs- und Stromklassen mit sich. Das bedeutet auch erheblich höhere Temperaturen und Vibrationen. Zudem besteht gerade bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen das Risiko, dass Umwelteinflüsse wie Wasser, Staub, Schmutz, Öl, Chemikalien oder elektromagnetische Felder die Leistung hemmen. Daraus ergeben sich strengere Anforderungen an das Design, die Basismaterialien und Kontaktoberflächen der Steckverbinder. Bislang hat sich noch kein Standard durchgesetzt, die OEMs nutzen vorwiegend individuelle Lösungen. Anders bei den Steckverbindern für die Ladeeinheit: Hier haben sich die Standards Typ 1 (v.a. in Amerika und Japan), Typ 2 (Europa) und GB/T (China) durchgesetzt.