Stecker für Steckdosen, genormte Ladekabel oder proprietäre Reiseadapter, sowie USB Buchsen u. v. m.: Die Zahl der Steckertypen im Handel ist immens. Steckersysteme verbinden Daten-, Power- oder Signalleitungen miteinander, wobei als Grundformen fast immer zueinander gehörende Stecker und Buchsen existieren. Sie gibt es für den Privatgebrauch ebenso wie für den Einbau in Kraftfahrzeugen und den Einsatz in Gewerbe und Industrie, wo oft besonders hohe Anforderungen an Leistung und Robustheit gestellt werden. Der folgende Ratgeber beschäftigt sich mit der Frage: Welche Stecker gibt es? Er zeigt unterschiedliche Kabelstecker-Arten, um die Auswahl der passenden Steckverbinder für die verschiedenen Zwecke zu vereinfachen. Thematisiert werden Varianten wie beispielsweise Rundsteckverbinder, Solarstecker und KFZ-Steckverbindungen sowie Kategorien wie Industriesteckverbinder.
Stecker und Buchsen Übersicht
Fast alle Kabel-Steckverbindungen (Ausnahmen: LWL-Leiter) bestehen aus einem Stecker mit Pins und einer Buchse, bzw. fest montierbaren Steckdose mit entsprechenden Öffnungen für die Kontakte. So ist sichergestellt, dass sich der Stecker in die Buchse stecken lässt – egal ob es sich um den von einem Reiseadapter oder um einen XLR-Stecker handelt. Die Buchse ist also so etwas wie die Steckdose beim Anschluss von Hausgeräten in Haushalten. Den Stecker mit seinen Pins bezeichnet man deshalb als männlichen Teil einer Steckverbindung, während die Buchse der weibliche Teil ist. Die Anzahl von Pins ist bei den verschiedenen Steckverbinder-Systemen sehr unterschiedlich. Alleine bei den M12-Steckern (Gruppe von Rundsteckern) gibt es Varianten mit zwei, aber auch mit bis zu 12 Pins, die mit Leitern verbunden werden können.
Industriesteckverbinder
Als Industriesteckverbinder bezeichnet man alle Stecksysteme, die für den industriellen Einsatz geeignet sind. Dafür müssen sie zum Teil bei kalten Minustemperaturen oder bei deutlich über 50 Grad Celsius funktionieren. Sie müssen resistent gegen Staub und Feuchtigkeit sein und/oder sich selbst bei regelmäßiger Bewegung nicht lösen, sodass der Kontakt gewahrt bleibt. Letzteres ist etwa beim Einsatz bei Roboterarmen wichtig.
Industriesteckverbinder lassen sich unter anderem nach Art der Übertragung in Signal-, Daten- und Leistungssteckverbinder unterscheiden. Hybridstecker kombinieren verschiedene Übertragungen und dienen zum Beispiel der Stromzufuhr und der Datenübertragung. Abhängig von der Nutzung kann man unter anderem Sensor- und Ventilstecker unterscheiden, abhängig von der Machart zum Beispiel Rechteck- und CEE-Steckverbinder. Eingesetzt werden Industriestecker etwa bei der Automatisierung von Produktionsprozessen, aber auch in der Windenergie oder der Schiffs- und Bahnlogistik.
Grundsätzliche Anforderungen an Industriesteckverbindungen stehen in Teil 1der IEC 60309. Teil 2 der Norm definiert die speziellen Eigenschaften der CEE-Starkstrom-Steckverbinder.
Rundsteckverbinder
Charakteristisch für Rundsteckverbinder ist ihre zylindrische Form. Da Rundstecker ebenfalls zu den robusten Steckertypen gehören, werden sie häufig als Industriesteckverbinder eingesetzt. Zu den Rundsteckverbindern gehören die mit dem Buchstaben „M“ und einer Zahl benannten Steckertypen M5 bis M58, bei denen das „M“ für „metrisches Gewinde“ und die Zahl für den Gewindedurchmesser steht. Klassischerweise werden Buchse und Stecker hier miteinander verschraubt, wobei mittlerweile auch Push-Pull-Systeme existieren. Sie ermöglichen eine schnellere und werkzeuglose Verbindung von Buchse und Stecker.
Typen wie M12 stehen heute für eine Vielzahl an unterschiedlichen Steckern und Buchsen, sodass sie durch Codierung in Untergruppen eingeteilt werden. M12 gibt es unter anderem in A-, B- und X-Codierung. Die Codes tragen dazu bei, dass man keine nicht zusammengehörenden Stecker und Buchsen miteinander verbindet.
Zu den Codes gehören teils wiederum mehrere Varianten des Steckers mit einer unterschiedlichen Zahl an Pins. Betrachtet man Stecker und Buchsen in einer Übersicht, wird insbesondere bei der A-Codierung der M12-Stecker deutlich, dass sie recht viele Steckverbinder umfasst. Neben den bisher genannten Rundsteckverbindern gibt es weitere als RD24, R15 und 7/8 Zoll. Einsetzbar sind Rundsteckverbinder (je nach Art) für die Daten-, Signal- oder Power-Übertragung.
Seriell-, Parallel- & Netzwerksteckverbinder
Seriell-, Parallel- & Netzwerksteckverbinder sind vor allem aus der IT bekannte Steckertypen. Die Wörter „seriell“ und „parallel“ beschreiben dabei die Art der Datenübertragung. Bei der parallelen Variante werden Bits auf mehreren Leitungen parallel übertragen. Die serielle Variante überträgt Bits stattdessen nacheinander und für beide Varianten gibt es entsprechende Steckertypen.
Zu den bekanntesten Steckern gehören die trapezförmigen D-Sub-Stecker, die in Varianten mit unterschiedlich vielen Pins existieren. Einige sind Seriell-, andere Parallel-Steckverbinder. Die in Deutschland relevante Norm für diese Stecker ist die DIN ISO 41652-1. Weitere im Zusammenhang mit seriellen und parallelen Schnittstellen relevante Steckertypen sind die Rj45-Stecker, die man von Netzwerkkabeln kennt. Sie sind klassische Netzwerksteckverbinder. Für den Anschluss von Peripheriegeräten, für Maus oder Tastatur werden beispielsweise PS2-Stecker genutzt, die mittlerweile aber häufig von USB-Steckern ersetzt werden.
KfZ Steckverbinder
Einparkhilfen, Antiblockiersysteme, elektronisch gesteuerte Airbags: Die Zahl elektrischer Bauteile in Kraftfahrzeugen ist in den letzten Jahrzehnten deutlich gestiegen. Und natürlich werden in diesem Umfeld spezielle Stecker benötigt. Eine wichtige Rolle spielen hier zum Beispiel Stecker der Serie „A“ des Unternehmens Amphenol. Bei diesen Steckern handelt es sich um robuste und wasserdichte Stecksysteme für raue Umgebungen.
In der KfZ-Technik sind vor allem drei Untergruppen relevant: die AT- sowie die ATM- und die ATP-Serie. Sie bleiben selbst bei größeren Vibrationen intakt, widerstehen teils Temperaturen weit jenseits der 100-Grad-Grenze und bis zu 50 Grad minus und sie sind UV-beständig. All das sind für KfZ-Steckverbinder wichtige Eigenschaften.
Stecker der AT-Serie ermöglichen bis zu 13 Ampere Strom pro Kontakt und es gibt sie in zwei- bis 12-poligen Varianten. Die ATM-Gruppe besteht aus Rechtecksteckverbindern, die speziell als Stecker für kleinere Anschlussquerschnitte geeignet sind. Die ATP-Serie der Stecker bietet eine besonders hohe Abdichtung. Zudem ist sie im Vergleich zur AT-Serie für größere Leitungsdurchmesser konzipiert und kann höhere Ströme übertragen.
Elektroautos
Mittlerweile ebenfalls wichtig im Automobilbereich sind Stecker für Ladekabel, mit denen Elektrofahrzeuge aufgeladen werden. In Europa weit verbreitet ist der Typ-2-Stecker, während man in Asien eher einphasige Typ-1-Stecker findet. Bei Gleichstrom-Schnellladesäulen kommen CCS-Stecker für das Ladekabel zum Einsatz.
Solarstecker
Während man ein Balkonkraftwerk per Schuko-Stecker oder Wieland Steckverbinder ganz einfach an eine Steckdose anschließen kann, spielen für die Installation von Aufdach Photovoltaikanlagen (PV-Anlagen) MC4-Stecker eine große Rolle. „MC“ steht in diesem Zusammenhang für das ehemalige schweizerische Unternehmen Multi-Contact, das seit 2002 zum Unternehmen Stäubli gehört. MC4-Stecker sind eine der am häufigsten in PV-Anlagen verwendeten Steckerarten mit den dazugehörigen Steckdosen, bzw. Buchsen. Zu ihren Eigenschaften gehören eine hohe Temperaturstabilität sowie ein niedriger Kontaktwiderstand. Beides verhindert Effizienzverluste bei der Anlage und eine starke Erwärmung der Solarstecker. Für den Anschluss dieser Stecker sind spezielle Solarkabel zu verwenden.
Daten-Steckverbinder
Natürlich gibt es viele verschiedene Datenstecker, wie der Blick auf serielle und parallele Schnittstellen der IT gezeigt hat. Eine Steckerfamilie ist aber besonders prominent und sollte deshalb gesondert erwähnt werden. Gemeint sind USB-Stecker. USB steht als Abkürzung für „Universal Serial Bus“.
USB 1.0 entstand 1996, spielt heute aber keine Rolle mehr. USB 2.0 gibt es seit der Jahrtausendwende. Es ermöglicht Übertragungsraten von 480 Mbit/sec. USB 3.0 brachte ab 2008 dann Übertragungsraten von fünf Gbit/s und durch Steckervarianten wie 3.1 und 3.2 wurde die Datenübertragung noch schneller.
USB-Stecker unterscheiden sich zusätzlich durch ihre Bauart. Stecker vom Typ A sind der Klassiker. Der Typ B wurde beispielsweise für Drucker und Scanner eingesetzt, wird mittlerweile aber häufig vom Typ C ersetzt. Mini- und Micro-USB-Stecker sind verkleinerte Varianten der USB-Steckerfamilie. Allerdings ist USB nicht nur bei der Datenübertragung ein weltweiter Standard. Insbesondere als Steckertyp für Ladekabel oder als multifunktionale Buchse in einem Reiseadapter, etwa um Smartphones aufzuladen, ist USB nicht mehr wegzudenken.
Video-/ Grafik Steckverbinder
VGA-Stecker, HDMI-Stecker: Das sind bekannte Stecker aus dem Bereich Video und Grafik. Der VGA-Stecker war lange Zeit Standard, gilt inzwischen aber als veraltet. VGA-Stecker übertragen analoge Signale, sodass digitale Signale umgewandelt werden müssen, was zu Qualitätsverlusten führt. Darüber hinaus übertragen VGA-Stecker nur Bildsignale, während etwa HDMI Audio und Bild überträgt.
Ebenfalls zu den Video- und Grafik-Steckern gehören die DVI-Stecker (Digital Visual Interface). DVI-A überträgt nur analoge Signale, DVI-D nur digitale, während DVI-I beide Signalarten übertragen kann. Weitere Varianten der Video- und Grafik-Stecker sind Thunderbolt- und Display-Port-Stecker.
Die Qualität der Stecker lässt sich anhand der maximal möglichen Datenrate und Bildauflösung beurteilen. Ein Beispiel: HDMI 1.0 schaffte eine Datenrate von maximal 3,96 Gbit/s. HDMI Ultra-High-Speed schafft 48 Gbit/s. Und während HDMI 1.0 für eine Auflösung von maximal 1920 × 1080p konzipiert war, schaffte bereits die Version 1.2 auch 2560 × 1440p.
AV-Steckverbinder
AV-Stecker sind Audio-Video-Stecker, also Audio und/oder Videosignale übertragende Stecker. Zu ihnen gehört der SCART-Stecker als ehemaliger Standard für die Verbindung von Geräten wie TV-Apparat und Videorecorder. Die analogen Signale übertragende Steckverbindung gilt heute aber weitgehend als veraltet.
Cinch-Stecker gibt es zumeist paarweise, beispielsweise als Audiokabel, wobei ein Stecker den linken und der andere den rechten Kanal überträgt. Weitere AV-Steckverbinder für den Audio-Bereich sind Klinkenstecker in kleinerer (2,5 mm) und größerer (6,35 mm) Ausführung. Letztere sind vor allem für gewerbliche und professionelle Anwender gedacht. Ähnliches gilt für XLR-Stecker, die digitale und analoge Audiosignale übertragen können.
Niedervolt Steckverbinder
Die Besonderheit der Niedervolt-Steckverbinder steckt bereits im Namen. Sie sind für den Anschluss bei Geräten mit Kleinspannung gedacht und kommen z. B. auch bei einem Ladekabel zum Einsatz. Höchstwerte für Kleinspannung ergeben sich aus der Schutzklasse 1, die in der Norm DIN EN 61140 definiert ist. Eine Kleinspannung erreicht demnach bei Wechselspannung maximal 50 Volt, bei Gleichspannung maximal 120 Volt. Der bereits erwähnte 3,5-mm-Klinkenstecker gehört zu den Niedervoltsteckern, die bisweilen auch als Hohlstecker bezeichnet werden.
LWL Steckverbinder
Das „LWL“ bei den LWL-Steckverbindern steht für Lichtwellenleiter. Die Technologie ist spätestens mit dem Ausbau der Glasfasernetze ins Bewusstsein der breiten Öffentlichkeit gerückt. Im Vergleich zu Kupferleitungen übertragen LWL-Kabel Daten störungsfreier und schneller. Deshalb erobern sie die Hauselektronik ebenso wie den gewerblichen Bereich. Die Leiter können neben Daten auch Audiosignale sowie andere Signale in der Laser- und Messtechnik übertragen. Natürlich existieren bei Lichtwellenleiter-Systemen ebenfalls Steckverbinder, wobei es aber eine Besonderheit gibt. Das klassische Modell mit Stecker und Buchse wird häufig durchbrochen. Stattdessen werden zwei LWL-Stecker über eine Kupplung miteinander verbunden.
Mittlerweile gibt es eine riesige Auswahl passender LWL-Stecker. Im Handel findet man Bezeichnungen wie LC-, ST- oder F-SMA Stecker. Einige wie den ST-Stecker kann man zusätzlich als APC-Variante (APC: Angled Physical Contact) kaufen. Die Endflächen dieser LWL-Steckverbinder sind schräg geschliffen, sodass weniger Reflexionen entstehen und die Übertragungsqualität steigt.
Fazit zu Kabelstecker Arten
Neben dem hierzulande wohl bekanntesten Steckverbinder überhaupt – dem Schukostecker für Steckdosen – gibt es eine schier unerschöpfliche Anzahl an Modellen für verschiedene Anwendungsbereiche. Die in diesem Ratgeber vorgestellten Stecker-Kategorien lassen sich allerdings nicht trennscharf voneinander abgrenzen. Das gilt etwa für die Seriell-, Parallel- & Netzwerksteckverbinder sowie die Daten-Steckverbinder. Viele IT-Stecker gehören in beide Gruppen. Aber die Übersicht bietet dennoch Raum für eine erste Orientierung.
Wichtig ist bei alledem auch die Rolle der Adapter, durch die unterschiedliche Stecksysteme miteinander kompatibel werden können. Die Bandbreite reicht hier vom kleinen Reiseadapter bis zu Adaptern im professionellen industriellen Umfeld.
Stecker, Buchsen, Adapter: Die richtige Auswahl trägt zu einem effizienten, störungsarmen elektrischen System bei und kann viel Zeit und Geld sparen.
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