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Ratgeber
Steckverbinder sind elektromechanische Bauteile, die Leiter miteinander verbinden und einen Schaltkreis herstellen. Die meisten Steckverbinder besitzen ein „Geschlecht“ – das heisst: Das männliche Bauteil, Stecker genannt, wird mit dem weiblichen Bauteil, der Buchse, verbunden. Der Anschluss kann abnehmbar sein – wie bei tragbaren Geräten –, ein Werkzeug für den Ein- und Ausbau erfordern oder als dauerhafter elektrischer Anschluss zwischen zwei Punkten dienen. Ein Adapter lässt sich verwendet werden, um ungleiche Verbinder zu koppeln.
Tausende Konfigurationen von Steckverbindern werden für Strom-, Daten- und audiovisuelle Anwendungen hergestellt. Massgeblich für die Passgenauigkeit von Stecker und Buchse ist ihre Geometrie, sichergestellt durch nationale und internationale Normen wie DIN, IEC oder MIL.
Erfahren Sie hier, welche Steckverbinder in den gängigsten Anwendungsgebieten zum Einsatz kommen.
Diese Verbinder finden sich in nahezu allen Haushalten. Sie ermöglichen die Übertragung von Ton- und Videosignalen, beispielsweise von Verstärkern und Empfangsgeräten zu Lautsprechern, Kopfhörern oder Fernsehern. In allen Fällen handelt es sich um sehr störanfällige asymmetrische Signale, die Abschirmung der Audio- beziehungsweise Videosignale gegen elektromagnetische Wellen erfolgt deshalb durch Koaxialkabel. Diese enthalten einen oder mehrere isolierte Leiter, die von einem Metallgeflecht mit Verbindung zur Masse umgeben sind.
Typische Stecker und Buchsen im (analogen) Audio- und Videobereich sind zweipolige Cinch-Verbinder, mehrpolige Video-Steckverbinder wie Hosiden und Klinkenstecker und -buchsen in unterschiedlichen Grössen und mit zwei oder mehr Kontakten. Klinkenstecker finden sich recht häufig bei Verbindungen in der Audiotechnik, beispielsweise an Mischpulten und Leistungsverstärkern. Es gibt sie in den Bauformen gerade und gewinkelt. Für die Abnahme von Mikrofonsignalen sind überwiegend arretierbare XLR-Verbinder im Einsatz.
Speziell für den Anschluss von Computern, Blu-Ray- und DVD-Playern sowie Spielkonsolen und Set-Top-Boxen an Monitore oder Fernseher haben sich in den vergangenen Jahren HDMI-Verbindungen durchgesetzt. HDMI steht für „High Definition Multimedia Interface“, eine Schnittstelle also, die hochaufgelöste Multimediainhalte überträgt. Vorteil: HDMI enthält sowohl das digitale HD-Videosignal als auch den Ton.
Verbinder für industrielle Anwendungen zeichnen sich durch mechanische Robustheit und hochwertige Verarbeitung aus.
Verwendung finden sie besonders in der Übertragung von Steuersignalen, beispielsweise in automatisierten Verarbeitungsanlagen oder im Automobilbau für Kfz und LKW.
Für den Anschluss von Bauteilen in Photovoltaik-Anlagen werden ebenso industrielle Steckverbinder genutzt wie im Bereich Robotik für die Kopplung von Sensoren und Aktoren. Industrielle Steckverbinder gibt es von der Bauform her sowohl gerade als auch gewinkelt.
Die Abkürzung HF steht für Hochfrequenz. In der Elektrotechnik beginnt dieser Frequenzbereich oberhalb der Hörschwelle, also bei etwa 20 Kilohertz. In der Radiotechnik und der Elektronik generell wiederum spricht man von HF erst ab 30 Kilohertz. Grundsätzlich gilt: Je höher die Frequenz, desto empfindlicher reagieren Leitungen und Steckverbinder auf elektromagnetische Einstrahlungen. Kabel, Stecker und Buchsen müssen somit abgeschirmt sein. Eingesetzt werden dafür Koaxialleiter: Die innere isolierte Leitung ist gegenüber der äusseren durch ein engmaschiges Metall-Netzgewebe abgeschirmt, in Steckern und Buchsen übernimmt das metallische Gehäuse die Abschirmung.
Gängige Bauformen für HF-Steckverbindungen sind BNC, TNC, SMA, F, C und N, um nur die wesentlichen zu nennen. Wichtig ist bei Koaxialleitern deren Wechselstromwiderstand, die Impedanz. Sie liegt in der Regel bei 50 oder 75 Ohm.
Bei elektronischen Geräten im Prototypenbau oder bei Kleinserien sind ICs häufig nicht direkt auf die Platine gelötet (SMD), sondern in IC-Sockel gesteckt.
Das hat den Vorteil des leichteren Austauschs. Die dafür nötigen IC-Sockel beziehungsweise -Fassungen sind dagegen fest mit der Platine verbunden. Es gibt zweireihige IC-Fassungen und solche, bei denen alle vier Seiten mit Polen versehen sind (PLCC).
Die praktische Bedeutung der D-SUB-Stecker und -Buchsen hat in den vergangenen Jahren erheblich abgenommen.
Früher wurden sie als serielle oder parallele Schnittstelle zwischen Computern und Peripheriegeräten eingesetzt, zum Beispiel für den Anschluss von Tastaturen, Mäusen, Joysticks, Druckern oder analogen Monitoren.
Heute haben universell einsetzbare USB-Stecker beziehungsweise HDMI-Stecker deren Rolle übernommen.
In Laboren kommt es darauf an, elektrische Verbindungen schnell und sicher herstellen und lösen zu können. Seit vielen Jahrzehnten im Einsatz sind dafür beispielsweise Bananenstecker und Krokodilklemmen, deren Namen sie ihrer Form zu verdanken haben. Zu finden sind aber auch Polklemmen, Sicherheits-Laborbuchsen und Kurzschlussstecker.
Platinen-Steckverbinder
Beim Aufbau von Leiterplatten spielen nicht nur IC- und PLCC-Fassungen eine wichtige Rolle, sondern auch Board-to-Board-Verbindungen. Beispielsweise, um ein so genanntes Shield – eine Huckepack-Platine – mit der Hauptplatine zu koppeln.
Zu typischen Verbindern für Platinen zählen Messerleisten, Federleisten, Stiftplatinen und Buchsenleisten.
Netzsteckverbinder
Zu den Klassikern elektrischer Steckverbinder gehören zweifellos Netzstecker. Sie ermöglichen den Anschluss von Kabeln und Geräten an das Stromnetz. Es gibt sie gerade und gewinkelt, als dreipoliger Typ mit Schutzkontakt oder als zweipoligen Eurorostecker für Geräte mit Gehäusen aus Kunststoff. Zu den Netzsteckverbindern zählen auch Kupplungen und schaltbare Stecker.
Niedervolt-Steckverbinder
Niedervolt oder Kleinspannung ist eine elektrische Versorgungsspannung in einem Bereich mit geringem Risiko für einen gefährlichen Stromschlag. Das elektrische Potential zwischen Leiter und Erde darf 50 V Wechselstrom (AC) oder 120 V Gleichstrom (DC) nicht überschreiten. Übliche Niedervolt-Verbinder finden sich an Netzteilen für Geräte der Unterhaltungselektronik und bei Notebooks.
In diesem Bereich existiert eine breite Palette von Verbindungssystemen, angefangen bei den heute kaum noch gebräuchlichen Steckern in D-SUB-Form – früher die typische serielle oder parallele Anschlussmöglichkeit für PC-Peripheriegeräte – bis zu USB-Verbindern.
Nach wie vor marktführend im Segment der Netzwerke sind RJ-Stecker und -Buchsen. Die Steckerverbindung RJ45 beispielsweise findet sich milliardenfach in Ethernet-Netzen und koppelt Router und Gateways mit Ethernet-Netzwerkkarten in Computern. Hinsichtlich der Bauform lässt sich zwischen gerade und gewinkelt wählen.
Im Zuge des Ausbaus schneller Internetleitungen verbreiten sich allerdings mehr und mehr Lichtwellenleiter aus Glasfaserkabeln. Sie übertragen keine elektrischen Signale, sondern Lichtimpulse.
Quetsch-Steckverbinder, Verbindungsklemmen, Einzeladerverbinder und Reihenklemmen
Das Verbinden von Kabeladern und Litzen gehört zum kleinen Einmaleins der Elektrotechnik. Während dafür jahrzehntelang so genannte Lüsterklemmen verwendet wurden, gibt es heute ein breites Sortiment an Quetschverbindern, Aderendhülsen und Verbinder, in die ein abisoliertes Kabel werkzeuglos eingesteckt und danach sicher festgehalten wird. Zum Angebot gehören aber auch Kabelschuhe, Rund- und Flachstecker sowie Reihenklemmen.
