Kriterien für die Auswahl
Robuste und hochzuverlässige Stecker – darauf ist zu achten
Immer mehr Anwendungen benötigen robuste Steckverbinder – von der Luftfahrt und Verteidigungstechnik über die Landwirtschaft bis hin zu industriellen Anwendungen. Doch wodurch unterscheiden sich diese Komponenten? Worauf ist bei der Auswahl zu achten?
Die Nachfrage nach hochzuverlässigen Steckverbindern entwickelt sich dynamisch. Zunehmend eingesetzt werden diese Komponenten zum Beispiel in der Prozessautomation, in Solar- und Windkraftanlagen, im Bergbau und im industriellen Bereich.
Die Anforderungen, die an robuste Steckverbinder gestellt werden, sind dabei vielfältig – und abhängig von der jeweiligen Applikation. Weil viele der heutigen Industrieanwendungen und Militäroperationen auf Echtzeitdaten beruhen, ist eine stabile Datenübertragung in immer mehr Anwendungen unerlässlich.
- Hohe Temperaturen: Militärische Einsätze oder Weltraummissionen erfordern Steckverbinder, die nicht nur extremer Kälte und Hitze standhalten, sondern auch Temperaturwechsel zuverlässig überstehen. Fortschritte in der Verbindungstechnik haben eine Materialzusammensetzung ermöglicht, die solche Bedingungen ohne Leistungseinbußen toleriert.
- Leichte Materialien: In der Luft- und Raumfahrt spielt das Gewicht seit jeher eine wichtige Rolle, da sich jedes Gramm auf die Aerodynamik und den Kraftstoffbedarf auswirkt. Neue Verbundwerkstoffe gewinnen aber auch an Bedeutung, weil immer mehr Steckverbinder in autonomen Fahrsystemen, Elektrofahrzeugen, in der Robotik und in der industriellen Automatisierung zum Einsatz kommen und dort ebenfalls möglichst wenig Gewicht mitbringen dürfen.
- Modulare Bauweise: Der Infrastrukturbedarf ändert sich häufig, und die Geräte und Systeme von heute können schon morgen veraltet sein. In solchen Fällen will man einen kompletten Austausch der Komponenten vermeiden. Modulare Steckverbinder bieten die Möglichkeit, Teile selektiv auszutauschen. Anwender können auch verschiedene Konfigurationen kombinieren, um mehr Flexibilität für individuelle Anforderungen zu gewinnen.
- Miniaturisierung: Die Einführung von Sensoren in einer Vielzahl von Anwendungsfällen einschließlich Automobilsystemen führt zu einem größeren Bedarf an Steckverbindern in verschiedenen Größen. Die Miniaturisierung hilft, kompakte Systeme zu entwickeln, was in einer Vielzahl von Anwendungen, vom Militär bis zur Luft- und Raumfahrt und darüber hinaus, notwendig wird.
Robuste Steckverbinder – ein wachsender Markt
Der wachsende Bedarf nach robusten Steckverbinder-Designs fällt wahrscheinlich mit dem Aufkommen von vernetzten Maschinen in der Industrie zusammen. Industrielles IoT erfordert eine Datenerfassung von Sensoren, die einer Vielzahl von schwierigen Bedingungen ausgesetzt sein können. Datenverarbeitung und Echtzeitinformationen sind heute die Grundlage zahlreicher Anwendungen: Militär, Bahntechnik, Luft- und Raumfahrt, Öl- und Gasindustrie, Landwirtschaft, Fabrikautomation und Robotik. Unter schwierigen Umwelt- und Betriebsbedingungen dürfen in diesen Anwendungen Signalintegrität und Übertragungsgeschwindigkeit nicht beeinträchtig werden.
Eigenschaften und Design von robusten Steckverbindern
Bei der Auswahl der Steckverbinder kann man folgende Überlegungen in einbeziehen:
- Gewicht des endgültigen Systems: Das Gewicht kann die Leistung eines Steckverbinders beeinträchtigen, indem es einfach den Druck auf die Enden erhöht und zu Verschleiß führt. Auch bei batteriebetriebenen Systemen wie Robotern oder halbautonomen Maschinen spielt das Gewicht eine Rolle, da die für das Schleppen des zusätzlichen Gewichts erforderliche Energie die Lebensdauer der Batterie verkürzen kann. Das Gewicht bestimmt das Material des Steckverbindergehäuses. Gehäuse aus leichtem Aluminium verringern das Gesamtgewicht.
- Cybersicherheit und Tarnung: Militärische Operationen erfordern spezielle Abschirmungstechniken in robusten Steckern. Vollmetallgehäuse schützen elektronische Signale und verhindern elektromagnetische Störungen. Die Steckverbinder-Serie CA/5015 von ITT Cannon bietet ein umfangreiches Sortiment an Endgehäusen mit Anschlüssen über Einzeldrähte oder Kabel in geschirmter und ungeschirmter Ausführung.
- Form des Steckers: Steckverbinder gibt es in verschiedenen Formen. Rundsteckverbinder sind die gängigste Variante für die Übertragung von Strom, Signalen und Daten. Die Stifte lassen sich beim Zusammenstecken leichter ausrichten, und das runde Design ermöglicht eine kompakte Abdichtung.
- Verriegelung: Sobald der Stecker zwei Systeme miteinander verbindet, muss er verriegelt werden, damit sich die Verbindung nicht löst. Zu den gebräuchlichsten Verriegelungssystemen gehören ein schraubenähnlicher Kupplungsmechanismus mit Gewinde, der die Verbindungen fest an ihrem Platz hält, sowie Druck-Zug-Verbindungen, bei denen sich die Verbindungen durch Drücken verriegeln und durch Ziehen lösen lässt. Steckverbinder wie der TBF10SL-4PS-B von ITT Cannon bieten einen Bajonettmechanismus mit Stiften und Nuten, die mit einer Drehung einrasten. Der Gewindekupplungsmechanismus bietet höchste Vibrationsfestigkeit, was besonders in der Luft- und Raumfahrt und bei militärischen Anwendungen von Vorteil ist.
- Steckzyklen: Wiederholtes Ein- und Ausstecken von Geräten kann zur Abnutzung im Stecker führen. Deshalb werden Steckverbinder nach der Anzahl der Steckzyklen bewertet, denen sie standhalten können. Ein zuverlässiger Steckverbinder kann Hunderte solcher Steckzyklen ohne nennenswerte Schäden verarbeiten.
- Schutz vor dem Eindringen von Medien: Wiederholter Kontakt mit Sand oder Wasser kann Verbindungen korrodieren lassen und die Signalübertragung verschlechtern. Extreme Umgebungen erfordern in der Regel Steckverbinder mit einer Schutzart von IP68 oder höher.
Ein Beispiel für robuste Verbindungstechnik sind die Steckverbinder der Serie CA/5015 von ITT Cannon. Sie erfüllen die Norm MIL-DTL-5015, eignen sich aber auch für Anwendungen im Schienenverkehr, der Luft- und Raumfahrt, Industrie sowie in Fabrikautomation und Robotik.
Die Serie bietet fünf verschiedene Polarisationen, mit denen der Benutzer sicherstellen kann, dass die Komponenten immer in der richtigen Ausrichtung gesteckt sind, um eine Beschädigung der Elektronik zu vermeiden. Die Steckverbinder sind mit einer Vielzahl von Beschichtungen erhältlich: Cadmium, Zinn-Zink (J-Beschichtung), Zink-Nickel-BlauGen, Zink-Kobalt-Schwarz und Nickel-Kompositionen.
