Robuste Rundsteckverbinder für extreme Einsatzfälle

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Langzeitstabilität von Steckverbinderstandards

Die Auswahl von Material und Konstruktion der Kontakte haben maßgeblich zur Langzeitstabilität der vorgestellten Steckverbinderstandards beigetragen, so dass diese in hohem Maß für jede Anwendung geeignet sind, die robust sein muss. Steckverbinder sind mechanische Präzisionsbauelemente, deren Schnittstellen entscheidend sind. Außerdem sind sie mechanischem Verschleiß ausgesetzt, mehr als die meisten anderen elektrischen Komponenten.

Wenn nicht entsprechende Vorkehrungen getroffen werden, schränken die Auswirkungen von Oxidation und Sulfidbildung die Funktionsfähigkeit des Steckverbinders ein. Es kann erforderlich sein, dass die Steckverbinderkontakte wiederholt gesteckt und getrennt werden müssen, unter Bedingungen, welche sowohl die Korrosion als auch den mechanischen Verschleiß begünstigen. In industriellen Einsatzgebiete unterliegt die Steckverbinderbaugruppe oft Vibrationsbelastungen oder wiederholt auftretenden physikalischen Kräften, die zu Ermüdung oder Abrieb der Kontaktmaterialien beitragen.

Diese Belastungen können eine Verschlechterung der elektrischen Leitfähigkeit zur Folge haben und – bei minderwertigen Konstruktionen – zur Unterbrechung des Signals oder zu einem hohen Widerstand führen. Bei manchen Installationen kann die mechanische Belastung auch die Integrität des Sicherheitsapparats ungünstig beeinflussen. Unter den Werkstoffen in billigeren Steckverbindern befinden sich auch Metalllegierungen, die sich zum Guss eignen.

Die Kontaktauswahl bei militärischen Rundsteckverbindern konzentriert sich indessen auf Metalle und Legierungen mit höherer Haltbarkeit. Für das Gehäuse stehen eine Reihe von Werkstoffen zur Wahl. Einer davon ist Aluminium, das zum Schutz vor Korrosion beschichtet oder eloxiert ist.

Optionen bei der Werkstoffauswahl

Eine Vielfalt von Beschichtungsmaterialien kann Verwendung finden. Bislang erwies sich Cadmium als hochresistent gegenüber Korrosion, doch die Einführung von Umweltauflagen, wie etwa der RoHS- und REACH-Richtlinien, sind der Grund, dass in den meisten Anwendungen weniger toxisches Material eingesetzt werden muss. Erfahrungswerte zeigen, dass mit Nickel legiertes Zink gegen Salznebel hoch resistent ist, vergleichbar der Resistenz einer Cadmium-Beschichtung.

Edelstahl bietet eine weitere Option für die Außengehäusekonstruktion. Neben einer guten Korrosionsfestigkeit ist er generell eine der besten Wahlmöglichkeiten für den Betrieb unter sterilen Bedingungen – dadurch eignet sich der Werkstoff für Anwendungen in der Lebensmittelindustrie und im medizinischen Bereich. Die Kontakte werden im Normalfall gegen das Eindringen von Feuchtigkeit geschützt, teilweise auch hermetisch abgedichtet.

Eine Betrachtung des inneren Aufbaus eines typischen Rundsteckverbinders gibt Auskunft darüber, wie gut sich das Design für diesen Zweck eignet. Häufig verdichtet eine Anzahl von Isolationsmaterialien den Raum zwischen dem Steckerkörper und den Kontakten. Die Isolierstoffe werden sorgfältig ausgewählt.

Möglichkeiten zur Abdichtung

Die Hersteller von Rundsteckverbindern nutzen oft Fluorkohlenstoff (FEP) oder Polytetrafluorethylen (PTFE). Bei Steckverbindern mit einer abgedichteten Schnittstelle besteht das Material normalerweise aus Silikonkautschuk. Eine sorgfältige Auswahl sowohl der Isolationsmaterialien als auch der Kontakte bietet die Gewähr für eine hohe Leistungsfähigkeit in elektrisch anspruchsvollen Anwendungen, zum Beispiel in Hochfrequenz-Signalschnittstellen.

Diese Steckverbinder bieten eine kontinuierliche elektrische Leistung und mechanische Zuverlässigkeit. Darüber hinaus stellt die Steckverbinderauswahl auf Grundlage einer bekannten und gut unterstützten Norm wie etwa der MIL 38999 eine gleichbleibende Leistungsfähigkeit zwischen Produkten von unterschiedlichen Anbietern sicher.

Ein weiterer Vorteil der für den militärischen Einsatz spezifizierten Werkstoffe liegt im typischen Betriebstemperaturbereich der Steckverbinder. Sie können über ein breites Temperaturspektrum eingesetzt werden, häufig von –65 bis 200°C, abhängig vom Modell.

Die Vorteile der Glasfaser-Steckverbindertechnik

Eine weitere Option ist die Glasfaser-Technologie aufgrund ihrer hohen Signalübertragungsraten. Der auf MIL-DTL-28840, MIL-DTL-38999 und ähnliche Steckverbinder zugeschnittene Standard MIL PRF 29504 legt die Leistungskriterien für einen Glasfaseranschluss fest, um so eine saubere Kontaktierung zu sichern. Da die optische Kontinuität auch unter Schock- und Vibrationsbelastung gewährleistet werden muss, sind die Glasfasernormen in dieser Hinsicht strenger.

Eine Kombination von Erfahrung und einer klaren Standardisierung, welche die Interoperabilität und die Widerstandsfähigkeit maximiert, macht den Mil-Rundsteckverbinder, der unter rauen Umweltanwendungen mit strengen Anforderungen an die Leistungsfähigkeit eingesetzt werden muss, zu einer intelligenten Wahl für ein breites industrielles Anwendungsspektrum.

11. Anwenderkongress Steckverbinder

Branchentreff Steckverbinder im Juni in Würzburg

* Matthias Oettl ist Bereichsleiter hochzuverlässige Steckverbinder Luft- und Raumfahrt bei Heilind in Feldkirchen-Westerham.

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