Steckverbinder: Standardisiert oder kundenspezifisch?

Der RJ45-Stecker HaVIS preLink von Harting erleichtert die Montage durch einen Anschlussblock, der sich auf unterschiedliche Steckgesichter wie RJ45, RJ45 PushPull und M12 aufrasten lässt. Harting

In der Industrieelektronik sind Normen und Standards für Steckverbinder insgesamt gesehen wichtig, aber nicht so bedeutsam wie zum Beispiel im Telekommunikationsmarkt. Dort geht ohne Normen und Standards fast nichts. Blickt man in der Industrie-Elektronik speziell zu den Leiterplatten, dann sind dort kaum Normen zu sehen.

Die aktuelle Entwicklung schätzt der Vorsitzende der Fachabteilung Steckverbinder beim ZVEI, André Beneke, so ein: „Bei Steckverbindern gibt es neben den genormten Ausführungen wie RJ45, USB, HDMI und M12 vielfältige kundenspezifische Lösungen. Damit gehen die Steckverbinder-Hersteller auf produktspezifische Anforderungen wie vorhandene Bauräume und physikalische Gegebenheiten am Einsatzort wie Vibration, Klima und Temperatur ein. Außerdem setzen die Anwender kundenspezifischer Lösungen gezielt Präferenzen und grenzen sich von Mitbewerbern ab: Manche Anwender sind deshalb stärker an eigenständigen Lösungen interessiert als an Steckkompatibilität. Oftmals sind die Anforderungen so spezifisch, dass es keinen Sinn macht, für den betreffenden Bereich eigene Normen zu kreieren.“

Zuerst das Angebot sondieren

„Jeder gute Konstrukteur wird zunächst prüfen, ob er eine Aufgabe mit existierenden Steckverbindern lösen kann“, sagt Martin Danielczick, Geschäftsführer von Inotec Electronics. Eine Einschätzung, die auch die anderen Steckverbinder-Hersteller teilen. „Es gibt aber immer konstruktive und wirtschaftliche Aspekte, die eine neue Schnittstellenentwicklung rechtfertigen können“, so Danielczick, „entweder, weil es die Anwendung noch nicht gibt oder weil erst durch ein individuelles Design eine Lösung überhaupt möglich wird“. Als Beispiel dafür nennt er Ladestecker für Elektrofahrzeuge.

Aus der Sicht von Phoenix Contact gibt es viele Gründe für kundenspezifische Lösungen – vom M12-Verkabelungsprogramm für erhöhte Anforderungen einschließlich geschirmter Y- und H-Verteiler bis hin zur IP65-Steckverbinder-Lösung mit passender Verkabelung und Anschlusstechnik für energiesparende LED-Straßenleuchten. „Dabei kommt es auf die schnelle und kostengünstige Umsetzung des Projektes an“, berichtet Franz-Josef Niebur von Phoenix Contact. Mit der Entwicklung, die sich in Richtung Industrie 4.0 vollzieht, wird die Grenze zwischen Standard- und kundenspezifischen Lösungen aber durchlässiger. Niebur: „Das ist einer der großen Vorteile einer Varianten-orientierten Fertigung bis hinunter zur Losgröße Eins. Deshalb arbeiten wir daran, ein individuelles Produkt zu den Kosten der Massenfertigung herstellen zu können.“

Samtec hat die Erfahrung gemacht, dass bei Gehäuse I/Os oder Schnittstellen zum Kunden hin „natürlich sehr gern auf Normsteckverbindungen zurückgegriffen wird, teilweise auch kostenbedingt“. Industriestandards werden in großen Stückzahlen von einer Vielzahl an Herstellern angeboten. „Meist ist jedoch das elektromechanische Bauteil eine der finalen Komponenten im Kundendesign und muss sich den Anforderungen wie Platzbedarf, mechanische Einflüsse und technische Parameter beugen“, erklärt Ringo Krumm von Samtec Europe. „Hier kommt der Entwickler oft nicht ohne kundenspezifische Lösung aus oder muss sich bei der breiten Masse an vielen verschiedenen Anbietern bedienen.“

Nach den Beobachtungen von Fischer Elektronik sind kundenspezifische Lösungen gefordert, wenn von der Norm abweichende Bestückungen, Oberflächen und Kontaktgeometrien gefordert und gewünscht werden.

Bild 2: Hybrid-Steckverbinder übertragen Signale, Daten und Leistung gleichzeitig über eine Leitung – wie zum Beispiel der neue Rundsteckverbinder M40 von Phoenix Contact. Phoenix Contact

Standards jenseits der Norm

Herbert Endres von Molex bringt Normsteckverbindungen nicht ausschließlich mit Normen wie DIN, EN oder IEC in Verbindung: „Die sogenannten Multi Sourcing Agreements, MSAs, bringen heute wesentlich schneller neue Standards auf den Markt, die sich auch schneller in der Industrie durchsetzen. Das gilt auch für viele Schnittstellen im Computerbereich, etwa HDMI, Displayport oder USB.“ Nichtsdestoweniger werden kundenspezifische Lösungen immer wieder angestoßen. „Weil die Entwicklungskosten aufgrund von rationellen Fertigungsverfahren, Miniaturisierung und Qualitätsanforderungen stetig ansteigen, kommt es immer häufiger zu Anfragen nach Modifikationen von existierenden Produkten“, sagt Endres.

„Standard-Steckverbinder stoßen bei Neuentwicklungen im Hightech-Bereich schnell an ihre Grenzen“ – das ist die Erfahrung des Geschäftsleiters Vertrieb Europa bei ODU, Thomas Irl. „Egal, ob von der Medizintechnik oder Industrieelektronik bis hin zur Elektromobilität, gefordert sind dann Kontakte, Steckverbinder und Konfektionierungen für höchste Ansprüche sowie Spezialanwendungen. Zum Beispiel, wenn dichte Glasverguss-Steckverbindungen oder Schnittstellen für Hoch-Vakuum-Umgebungen benötigt werden. Solche und ähnliche Ansprüche lassen sich häufig nur durch kunden- und applikationsspezifische Steckverbinder realisieren.“ Und genau da sieht Irl auch die Stärke seines Unternehmens. Praktisch genauso sieht es Frank Quast von Harting; für solche Fälle ist sein Unternehmen ebenfalls mit seinem Know-how als Entwickler und Anwender eines modularen Steckverbindersystems zur Stelle.

Yamaichi Europe hat in seinem Kundenkreis die Erfahrung gemacht, dass diese grundsätzlich normierte Steckverbinder einsetzen wollen. Die Division-Managerin Manuela Gutmann schränkt aber ein: „Allerdings ist hierbei auch wesentlich, dass eine Norm Sicherheit in Bezug auf Interoperabiliät schaffen kann. Eine Norm, die zu viele Freiräume bietet, ist für den Anwender ansonsten eher kontraproduktiv. Von Seiten des Kunden ist wichtig, dass bereits in einem frühen Stadium des Produktdesigns auch das Design des Steckverbinders berücksichtigt wird – ansonsten gibt es ein hohes Potenzial, dass Standards aufgrund Bauraum, Spezialanforderungen und ähnlichem nicht mehr eingesetzt werden können.“

Bild 3: Ein kundenspezifisch entwickelter Steckverbinder von ODU. ODU

Medizintechnik mag keine Standards

Der Rundsteckverbinder-Hersteller Franz Binder (Binder Connectors) schätzt seinen Markt gegen den allgemeinen Trend ein. Fröhlich: „Der Markt erfordert heutzutage immer mehr individualisierte Produkte und dazu zählt auch die Schnittstelle Steckverbinder. Darüber hinaus ist eine gewisse Exklusivität sichergestellt und somit ein Kombinieren mit handelsüblichen Komponenten ausgeschlossen. So sehen häufig die Anforderungsprofile in der Medizintechnik aus.“

Für WDI als Distributor von Steckverbinder-Komponenten sind individuelle Lösungsanfragen an der Tagesordnung. Denn diese Komponenten werden immer dann verwendet, wenn Normstecker nicht eingesetzt werden können. Dabei kommt es nach den Worten von Falko Ladiges vom Produktmarketing gerade bei den Kontaktbuchsen und Kontaktstiften „sehr häufig vor“, dass kundenspezifische Anpassungen vorgenommen oder sogar nach Kundenzeichnung neue Versionen hergestellt werden..

Bei den Industrie-Steckverbindern ist die Welt zwischen genormten und kundenspezifischen Steckverbinder-Anwendungen recht vielfältig;  in anderen Anwenderbranchen geht es nicht so zu. „In der Telekommunikationsbranche ist der überwiegende Teil der Steckverbinder genormt“, berichtet Uwe König, Geschäftsführer von Cobinet. Eine Vielzahl unterschiedlicher Anschlusssysteme würde den späteren Serviceaufwand massiv erhöhen und unkalkulierbar machen.

Speziell im Bereich der Leiterplatten-Steckverbinder gibt es wenig bis keine Normstecker, heißt es bei Iriso Electronics. Geschäftsführer Rolf Aichele: „Hier müssen sehr oft applikationsspezifische Anforderungen umgesetzt werden beziehungsweise die in Frage kommenden Stecksysteme sind nur geräteintern und bilden keine Schnittstelle nach außen.“