Steckverbinder haben die Aufgabe, elektrische Leiter und Anschlüsse schnell und trotzdem sicher zu verbinden oder zu trennen. Obwohl diese Bauelemente meist sehr robust sind, erfordert ihre Anwendung und das Verbinden mit den dazugehörenden Leitern doch ein gehörig Maß an Sachkenntnis.

Wer weiß schon auf Anhieb, warum reines Nickel nur bedingt als Material für Kontaktoberflächen in Frage kommt! So kann es leicht zu einem Fehlgriff führen, wenn man statt des richtigen irgendeinen Steckverbinder aus der breiten Produktpalette der Hersteller auswählt.

Dabei ist es gar nicht so schwierig, die richtige Wahl zu treffen, wie der Autor in diesem Beitrag darlegt. Systematisch beschreibt er zunächst physikalisch Grundsätzliches, dann Kontaktelemente und Kontaktträger und schließlich noch die Anschlußtechnik.

Die meistverwendeten Arten von elektrischen Leitungen, die an NF-Steckverbinder angeschlossen werden, sind
(a) Voll-und Litzendrähte,
(b) einfach isoliert oder
(c) mehrfach in Rund- oder
(d) Flachbandleitungen zusammengefaßt sowie
(e) Leiterbahnen von starren und
(f) flexiblen gedruckten Schaltungen und
(g) dünne Bänder in Flachleitungen.

Bei diesen Leitungsarten kann man
(1) lösbare,
(2) bedingt lösbare und
(3) unlösbare (permanente) Anschlüsse
unterscheiden.
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Jederzeit lösbare Anschlüsse sind Klemmanschlüsse. Man unterscheidet hier zwischen Buchsenschraubklemmen und Schraubenkopfklemmen.

Die Buchsenschraubklemme hat vor der Schraubenkopf-klemme den Vorzug, daß sie den Anschlußdraht voll umfaßt und somit auch die Einzeldrähte von Litzenleitern nicht ausweichen können. Aderendhülsen oder Druckbleche verwendet man bei Anschlüssen besonders hoher Qualität. Vor dem Verzinnen muß gewarnt werden!
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Der Lötanschluß ist in vielen Anwendungsgebieten eine bevorzugte Anschlußart. Er ist gleichermaßen für einen Einzelanschluß mit dem Lötkolben oder den Massenanschluß bei gedruckten Schaltungen geeignet. Für den Einzelanschluß mit Lötkolben sind die Kontaktelemente der Steckverbinder mit Lötösen oder Lötröhrchen versehen (Bild 21). Bei den Lötröhrchen muß man beachten, daß die Luft entweichen kann; darum ist das Röhrchen sehr schräg abzuschneiden oder ein Luftloch vorzusehen.

Tritt knapp hinter der Lötstelle eine Biegebeanspruchung der Leitung auf, muß man für eine Abstützung sorgen, weil die Anschlußzone durch das Zinn steif und spröde wird. Das ist gerade bei Litzen zu beachten, weil bei ihnen das Zinn durch die Kapillarwirkung ein Stück weit zwischen die Drähtchen fließt.

Die Vorteile des Einzelanschlusses mit Lötkolben liegen darin, daß man mit diesem auch noch verhältnismäßig billigen und mobilen Werkzeug sowohl in der Werkstatt oder Fabrikmontage, als auch außerhalb, in der Installation arbeiten kann. Gegenüber den Klemmanschlüssen ist der Lötanschluß rüttelsicher, es entfallen aufwendige Gewinde und Schrauben sowie deren Montage und er benötigt weniger Platz.

Von geübter Hand wird ein Anschluß in kurzer Zeit (1s bis 3s) durchgeführt. Der Lötanschluß benötigt aber mehr Platz als Wickel- und Klammeranschlüsse und ist auch bei hochpoligen Steckverbindern mit mehreren Kontaktreihen nicht so raumsparend, wie der Crimpanschluß. Hier ist er zudem teurer, weil er viel Zeit erfordert und sich nicht automatisieren läßt.

Für den Mengenanschluß auf gedruckten Schaltungen ist das Löten eine ausgezeichnete Anschlußart, weil es mit verhältnismäßig billigen Maschinen und Einrichtungen vorgenommen werden kann und sehr wenig Zeit erfordert. Je Anschluß wird weniger Zeit benötigt, wie beim Wickeln oder Klammern, da die Anschlußpunkte reihenweise die Lötwelle des Schwallbades durchlaufen. Auch hier erfolgt der gute, rüttelsichere, korrosionsfeste Daueranschluß.

Bei Vertikalkontakten muß man beachten, daß zwischen dem Isolierteil des Trägers der Steckleiste und der Printplatte ein genügend großer Abstand ist, damit die Lötdämpfe abziehen können und die Kontakte nicht verunreinigen. Auch Reihenanschlüsse auf gedruckten Schaltungen sind mit einer Zinn-Absaugeinrichtung wieder lösbar.

Der Wickel- oder Wire-wrap-Anschluß ist nur für Massivdraht geeignet. Das Wickelwerkzeug wickelt den Draht mit einer Zugspannung um einen meist vierkantigen Pfosten. Dabei verspannt sich der Draht durch seine Eigenelastizität so mit den Pfostenkanten, daß mit 5 bis 6 Windungen ein einwandfreier Anschluß hoher Qualität mit vielen metallischen Kontakten entsteht, der sich nicht selbst lösen kann (Bild 22).

Man darf mehrere Drähte auf einem Pfosten entsprechender Länge hintereinander aufwickeln und der Platzbedarf je Pfosten ist auch mit den Wickeln so gering, daß auf engem Raum hochpolige Verdrahtungen unterzubringen sind.

Der Wire-wrap-Anschluß kommt hauptsächlich bei Stecker- leisten und anderen Anschlußelementen zur Anwendung, die in Verdrahtungsfeldern fernmeldetechnischer und elektronischer Anlagen eingebaut sind. Begriffe, Anforderungen und Prüfverfahren für Wickelverbindungen sind in der Norm ,,Lötfreie elektrische Verbindungen" DIN 41 611 Blatt 2 enthalten.

Die Wirewrap Technik wurde in den BELL Laboratorien in USA entwickelt und auch patentiert.

Der Klammeranschluß wurde von der Firma AMP entwickelt und wird von dieser unter dem Handelsnamen „Termi-Point" vertrieben. Er gestattet es im Gegensatz zum Wickelanschluß, außer Volldrähten, auch Litzendrähte anzuschließen.

Beim Klammeranschluß wird der Leitungsdraht mit einem Spezialwerkzeug automatisch zugeführt, abisoliert und mit einer der im Werkzeug magazinierten Kontaktklammer schlagartig auf den Pfosten geschoben. Es können ebenfalls mehrere Klammeranschlüsse hintereinander entsprechend der Pfostenlänge aufgeschoben werden (Bild 23). Begriffe, Anforderungen und Prüfverfahren für Klammerverbindungen sind im Normentwurf ,,Lötfreie elektrische Verbindungen" DIN 41611 Teil 4 Entwurf 8.1975 nachzulesen.

Der Schneid-Quetschanschluß wird sowohl einzeln für Einzelleitungen als auch in größerer Anzahl in Anschlußleisten und Steckverbindern für Flachbandleitungen verwendet. Das Anschlußstück ist ein gabelförmiges Metallteil, in das die Leitung eingedrückt wird. Bei Einzelleitungen wird dies mit einem speziellen Eindrückwerkzeug gemacht, bei Steck- und Kontaktleisten wird als Druckstück der Deckel oder die Abschlußkappe verwendet.

Die Gabelspieße durchdringen beim Eindrücken der Leitung das Isoliermaterial und durchschneiden es dabei bis zur Kupferseele. Die Gabelspalte ist so bemessen, daß die Kupferseele eingequetscht und verformt wird, wodurch eine Druckkontaktierung entsteht. Bild 24 zeigt diese Anschlußart im Prinzip. Je nach Anwendungsgebiet ist sie für Voll-und Litzenleiter geeignet und gerade bei mehrpoligen Steck- und Anschlußleisten ist sie sehr kostensparend, weil alle Kontakte in einem Arbeitsgang angeschlossen werden.

Bandleitung und Leiste müssen selbstverständlich genau aufeinander abgestimmt sein. Außerdem paßt zu jeder Gabelabmessung nur ein bestimmter Leitungsquerschnitt. Der Anschluß ist werkzeuggebunden; man benötigt eine Presse, wobei eine angeschlossene Leiste nicht mehr lösbar ist.

Der Crimpanschluß ist eine sehr rationelle Anschlußart insbesondere für die Massenfertigung. Die Zeit zum Herstellen eines Anschlusses ist sehr kurz und durch die industrielle Wartung der erforderlichen Crimpmaschinen und -Werkzeuge von gleichbleibender Qualität. Beim Zusammenpressen der Crimpzone auf die Leitung werden die Fremdschichten zuverlässig zerquetscht und man erhält einen sicheren, rüttelfesten Langzeitanschluß.

Das Unterwandern der Kontaktstellen durch Oxydschichten ist nicht möglich. Ein weiterer Vorteil ist der geringe Raumbedarf der Crimpkontakte, die dadurch mit hoher Kontaktdichte angeordnet werden können. Bei gedrehten Kontaktelementen hat man eine geschlossene Crimphülse, die auf unterschiedliche Weise kaltverformt und dabei mit der Leitung verpreßt wird.

Ein wesentliches Maß für die gut ausgeführte Crimpverbindung ist die Auszugskraft des angecrimpten Leiters. Für die Abnehmer von Crimpanschlüssen ist es darum empfehlenswert, sich eine entsprechende Prüfeinrichtung zu beschaffen (Bild 29). Weil Crimpkontakte in der Regel erst nach dem Leitungsanschluß in den Kontaktträger eingesetzt werden können, sind Rastelemente am Träger oder Kontaktteil notwendig (Bild 30).

Für den Austausch- und Reparaturfall kann man mit entsprechenden Spezialwerkzeugen die Rastung entriegeln und die Kontakte wieder herausnehmen. Crimpverbindungen werden vornehmlich für Litzenleiter verwendet; sie sind darum auch besonders für Kabelsteckverbinder, bei denen Flexibilität erforderlich ist, geeignet.

Begriffe, Anforderungen und Prüfverfahren für Crimp- verbindungen sind im Normentwurf ,,Lötfreie elektrische Verbindungen" DIN 41 611 Teil 3 Entwurf 12. 1976 enthalten.