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Baugleich und trotzdem verschieden

Text: Text & Fotos: Mathis Bayerdörfer, A&D
Wenn elektrische Energie, Signale oder Daten übertragen werden, sind sichere und zuverlässige Steckverbinder unerlässlich. Standardisierte Schnittstellen sollen es ermöglichen, dass Produkte verschiedener Hersteller untereinander austauschbar sind, und dass die gewünschten Funktionen nicht eingeschränkt werden.

Der Begriff Zuverlässigkeit spielt für Hesteller und Anwender von Steckverbindungen eine bedeutende Rolle. Er bezieht sich auf die Erwartungen an die Lebensdauer - dabei wird die Belastung hinsichtlich elektrischer und Umweltparameter in der gewünschten Applikation berücksichtigt. Auch bezieht sich die Zuverlässigkeit auf die Kriterien, ab wann eine Steckverbindung als ausgefallen gilt. Ein probates Mittel zur Verständigung ist die Normung. Dabei werden die Steckverbinder geometrisch beschrieben. Außerdem wird ein Testprogramm für die mit dieser Steckverbinderausführung einhergehenden Applikationen definiert. So weiß der Hersteller, welche Tests seine Komponenten bestehen müssen, und der Anwender weiß, ob der gewählte Steckverbinder die in Tests simulierten Anforderungen in seiner Applikation erfüllen wird.

Aufgrund dessen gibt es am Markt eine Vielzahl von genormten Steckverbinderausführungen von mehreren Herstellern. Der Anwender wünscht sich, dass er verschiedene Produkte bei gleicher genormter Bauform in seiner Applikation einsetzen kann. Außerdem soll sein Steckverbinder mit einem beliebigen Produkt gleicher genormter Bauform zusammen funktionieren und die gleiche Leistungsfähigkeit aufweisen.

Kompatibilität vs. Interoperabilität

In der Praxis sind die Begriffe Kompatibilität und Interoperabilität von großer Bedeutung. Die Kompatibilität eines Steckverbinders zu einer bestimmten Norm besagt, dass er bestimmte Anforderungen erfüllt - üblicherweise die geometrische Beschreibung und die zu absolvierenden Tests. Im Gegensatz hierzu beschreibt der Begriff der Interoperabilität die Fähigkeit verschiedener Produkte, zusammenzuarbeiten.

Zur Qualitätssicherung führen Hersteller an ihren Produkten Bauartprüfungen durch, die mindestens den Anforderungen der Norm entsprechen. Hier wird eine Steckverbindung aus den Produkten dieses Herstellers verwendet - also ein Produkt mit Stift- und eines mit Buchsenkontakten. Die mechanische Vermessung dieser Produkte führt dazu, dass die Übereinstimmung mit der geometrischen Beschreibung aus der Norm festgestellt wird. Als Ergebnis wird für beide Produkte die Kompatibilität mit dieser Norm und die Interoperabilität untereinander festgestellt.

Interoperabilität ist gefährdet

Stellen mehrere Hersteller dieses Produkt her, wird jeder von ihnen seine Bauarttests mit einer Steckverbindung durchführen, die aus seinen Produkten besteht. Werden Produkte unterschiedlicher Hersteller zu einer Steckverbindung kombiniert, kann dies dank der geometrischen Beschreibungen in der Norm problemlos erfolgen.

Die Interoperabilität ist in diesem Zusammenhang jedoch nicht gegeben. Jede Bauartnorm ist so gestaltet, dass viele Parameter in der gestalterischen Freiheit des Herstellers liegen. Materialien für die Kontakte, Isolierkörper und Gehäuse sind ebenso frei wählbar wie die Beschaffenheit der Kontaktoberflächen. Daher können unterschiedliche Material- oder Oberflächenpaarungen nicht die erwartete Leistungsfähigkeit über den gewünschten Zeitraum erbringen. So werden etwa die Andruckkräfte der Buchsenkontakte an die Oberflächenmaterialien und den zu erreichenden Übergangswiderstand angepasst. Ist diese Voraussetzung durch verschiedene Produkte nicht gegeben, ist die Interoperabilität gefährdet.

Was kann der Anwender tun?

Als naheliegende Maßnahme empfiehlt es sich hier nur Produktpaarungen eines Herstellers einzusetzen, da diese gemeinsam von ihm getestet wurden und somit neben der Kompatibilität auch die Interoperabilität gegeben ist. Sollen dennoch Produkte verschiedener Hersteller miteinander kombiniert werden, sollte der Anwender eigene Tests durchführen, um die gewünschte Leistungsfähigkeit mit den möglichen Produktpaarungen zu verifizieren. Ist auch dies nicht möglich, sollte nach dem Studium der Datenblätter zumindest sicher gestellt sein, dass die Kontaktoberflächen und Gehäusematerialien aus derselben Werkstoffgruppe stammen. Dieses Indiz ist jedoch bei hohen elektrischen oder Umweltanforderungen kein hinreichendes Kriterium für die Interoperabilität.

Steckverbinder für anspruchsvolle Anwendungen müssen vielfältigen Belastungen standhalten. Mit Normen und Standards werden Bauformen definiert, die am Markt eine hohe Popularität besitzen. Die Kompatibilität dieser Produkte mit einer Norm garantiert deren Steckbarkeit mit einem Produkt eines anderen Herstellers, so dass die elektrische Kontaktierung erfolgt und die Verriegelung zuverlässig ist. Eine Interoperabilität unter allen denkbaren Umständen ist hiermit jedoch nicht gegeben. Mit qualitativ hochwertigen Steckverbindern eines Herstellers sorgt der Anwender hingegen für die zuverlässige Funktion seiner Anlage. Industriesteckverbinder von Phoenix Contact etwa leisten mehr als von den Bauartnormen gefordert.

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