10. Steckhülsen und ihre Anschlussarten

Um das Handling der Federkontakte in Prüfvorrichtungen zu erleichtern, werden im Normalfall Steckhülsen eingesetzt, die jeweils einen Federkontaktstift aufnehmen. Dieses Verfahren ist deshalb sinnvoll, weil der Federkontaktstift als Verschleissteil leicht auswechselbar sein soll, ohne dabei die Anschlussverdrahtung wieder lösen zu müssen
Die Verbindung zwischen Steckhülse und Federkontakt muss aber auch elektrisch gut sein, denn der übertragene Strom muss vom Kolben über das Stiftgehäuse auf die Steckhülse und dort auf den Anschlussdraht fliessen.

10.1 Wie findet der Federkontakt Halt in der Steckhülse

Damit der Federkontaktstift in der Steckhülse hält und nicht zu locker sitzt, werden folgende Methoden angewandt

a) Die Steckhülse besitzt mehrere Sicken („Dellen“, engl. „Dimples“), die leichten Druck auf das Gehäuse des Federkontaktes ausüben und ihn somit festhalten. Dies aber nicht zu fest, somit lässt er sich mit einer kleinen Zange leicht herausziehen und durch einen neuen ersetzen. Dieses Verfahren ist im Prüfbereich das allgemein verbreitete.

b) Sicke plus Rastrille. Wie schon unter a) beschrieben besitzt die Steckhülse mehrere Sicken, zusätzlich weist sie aber am unteren Ende, und zwar genau dort, wo der komplett eingeschobene Federkontakt eine entsprechende Rille aufweist, eine rundum laufende Einschnürung. Der Effekt ist eine wesentlich stärkere Haltekraft als die Methode a) – allerdings ist der Einbau auch deutlich schwerer, es muss mit relativ grosser Kraft eingepresst werden. Anwendung: Kabelbaumtest, Steckertest.

c) Leicht gebogener Federkontakt. Prinzip: Hier ist die Steckhülse ohne Sicken als offenes Röhrchen ausgeführt. Der Federkontaktstift wird im unteren Bereich leicht bananenförmig gebogen. Eingesetzt in die Steckhülse spannt er so in der zylindrischen Führungshülse, Haltekraft ähnlich wie unter a) beschrieben. Hintergrundidee: Der Federkontaktstift ist ohnehin das Verschleissteil und wird hin und wieder gewechselt. Die Steckhülse hingegen soll möglichst lange im Einsatz bleiben. Sicken in der Steckhülse können nach mehrmaligem Stiftetausch langsam ermüden. Aus diesem Grund wird statt dessen die für den Halt notwendige Spannkraft in das Austauschteil eingebaut.

d) Geschraubte Verbindung. Für Einsätze, bei denen äusserst stabile Haltekraft zwischen Steckhülse und Federkontakt gefragt ist, gibt es geschraubte Ausführungen. Der Federkontakt besitzt am unteren Ende oder im Bereich des Kragens ein Aussengewinde, während in der Steckhülse ein Innengewinde angebracht ist. Um das von Schraubverbindungen her bekannte, selbsttätige Lösen (z.B. durch Vibrationen) zu vermeiden, kann die Steckhülse zusätzlich Sicken besitzen, die diesen Effekt vermeiden.

10.2 Anschlussarten der Steckhülsen

Von der Steckhülse geht die elektrische Verbindung weiter auf eine Anschlussleitung oder eine Leiterplatte. Im Standardbereich kennen wir dabei folgende Anschlussarten, die im Artikelcode entsprechend enthalten sind:

Code Anschluss Beschreibung
C Crimpanschluss Offenes Ende der Hülse, Litze kann angecrimpt werden.
L Lötmulde Gequetschte oder gefräste, offene Lötmulde. Litze wird von aussen aufgelegt verlötet.
LO Lötanschluss offen Das offene Hülsenende ist schräg angeschnitten, ähnlich einer Lötfahne.
W Wire-Wrap Wickelverbindung (Wire-Wrap) mit Pfosten 0,64 x 0,64 mm, geeignet für Draht AWG 26 - 30.
RP Rundpfosten Runder Pfosten mit ø 0,63 mm, geeignet für verschiedene Steckbuchsen oder THT-Löttechnik.
CD Crimp mit Draht Steckhülse fertig vorkonfektioniert mit angeschlagenem Draht.
O Offenes Ende Für Steckanschlüsse geeignet, oder zum Einlöten einer Litze.
NT No Terminal Steckhülse ohne spezielle Anschlussart, wird i.d.R. in eine Durchkontaktierung gepresst.
F Fast-On-Stecker Flachstecker (Fast-On) direkt an der Steckhülse.
B Nur bei Pneumatikstiften Anschluss über einen seitlich aufzusteckenden Clip, zusätzlich zum axialen Pneumatikschlauch.
G Gefedertes Ende Für so genannte Wire-Less-Adapter, kontaktiert über gefederten Kolben auf einen Leiterbahnpfad.

Zusätzliche produkt- oder kundenspezifische Ausführungen möglich.

10.3 Bauformen der Steckhülsen - Pressring oder Kragen

Wie schon unter Punkt 3 des Handbuchs beschrieben gibt es unterschiedliche Grundprinzipien für den Einbau der Steckhülsen:

  • mit Pressring(en) (eingepresste Montage)
  • mit Anschlagkragen (aufgesetzte Montage)

Bei der Verwendung des Pressringes ist zu beachten, dass die Montagebohrung nicht ganz scharfkantig mündet, sondern eine leicht gebrochene Kante besitzt. Ganz wichtig ist das vor allem bei sehr hartem Trägerplattenwerkstoff wie FR4 zum Beispiel. Der Pressring muss in die Bohrung hineingleiten können, dort durch den Einpressdruck etwas eingeschnürt werden (was zu einer geringen Längenausdehnung der Hülse führt) und in seiner Endlage dann dauerhaft klemmen. Diese Pressringe sind deshalb nur bei tiefgezogenen Steckhülsen möglich, bei denen diese Wulst gestaucht ist. Hier ist die notwendige Flexibilität vorhanden, um eine auf Dauer feste Verbindung zu schaffen. Trotzdem ist es unter widrigen Umständen möglich, dass eine so eingepresste Hülse in der Bohrung nachrutscht. In der Folge ist die Einbauhöhe des Federkontaktes nicht mehr korrekt, die Nadelspitze sitzt zu tief. Oftmals wird dieser Umstand nicht sofort bemerkt. Als Ursache finden wir häufig falsches Handling beim Nadeltausch.

Wir können auch an dieser Stelle immer wieder nur erinnern, dass es sich bei diesen Produkten um fragile und diffizile Präzisionsteile handelt, die mit grosser Sorgfalt und wohlüberlegt behandelt werden müssen. In einigen Baureihen gibt es auch Formen mit mehreren Pressringen übereinander angeordnet. Einer davon hat den Zweck der dauerhaften Klemmung, der andere, geringfügig kleiner ausgelegte Ring soll die Steckhülse optimal gerade ausgerichtet in der Bohrung zentrieren. Diese Steckhülsenart bewirkt eine bessere Treffgenauigkeit als die Modelle mit nur einem Pressring. Steckhülsenformen mit zylindrischen Schäften sitzen in jedem Falle sehr gerade ausgerichtet in der Montagebohrung. Um den Halt zu verbessern sind einige Varianten aussen mit einer Rändelung versehen, die direkt unterhalb des Anschlagkragens angeordnet ist.

10.4 Einpressen der Steckhülsen

Beim Einpressen der Steckhülsen ist in jedem Falle grösste Sorgfalt angebracht. Die Einpresskraft soll – wo immer möglich – in exakt vertikaler Ausrichtung und ohne seitliche Auslenkung erfolgen. Wir empfehlen deshalb immer die Verwendung einer Vorrichtung mit vertikaler Spindel, beispielsweise einer Tisch- oder Säulenbohrmaschine, in die ein Einpresswerkzeug eingespannt wird. Steckhülsen mit Pressring weisen im Regelfall alle eine glatt abgetrennte Mündungsöffnung auf. Hier eignet sich ein präzise im rechten Winkel geschliffener Stahldorn als Werkzeug, dessen Durchmesser etwas grösser ist als die Steckhülse selbst.

Die Steckhülsen werden zunächst in die Bohrungen vorgesteckt und rutschen ein gutes Stück in die Bohrung hinein, bis sie dann mit mehr Kraft gepresst werden müssen. Auf dem Maschinentisch wird die Trägerplatte nun auf präzisen, ebenen Auflageklötzen platziert. Mit dem als Werkzeug eingespannten Stift wird eine Hülse nach der anderen in mehreren Stufen, zwischen denen immer wieder kurz abgesetzt wird, nach und nach eingepresst. Das Einpressen kann komplett erfolgen, also bis die Hülsenmündung bündig mit der Plattenoberfläche liegt, oder mit einem gewissen Überstandsmass. Um in diesem Falle eine gleichartige Einpresstiefe zu erzielen, kann man den Anschlag an der Maschine einstellen. Es ist aber genauer, wenn das Einpresswerkzeug selbst einen Anschlag besitzt, beispielsweise in Form einer Überwurfhülse. Letztendlich ist es aber Sache der ausführenden Person, welche Methode am schnellsten zu guten Ergebnissen führt. Es gibt auch Einpresswerkzeuge mit einem zusätzlichen Zentrierdorn, die wir jedoch nur bedingt empfehlen. Diese Zentrierung kann gute Zwecke erfüllen, setzt aber zwingend voraus, dass die einzupressende Hülse ganz exakt auf der Achse der Pressenspindel liegt. Schon eine kleinste Abweichung kann die Steckhülse beschädigen. Ein flaches Werkzeug hingegen erlaubt hier grössere Toleranzen.

Tipp: Beim Einpressen von Steckhülsen mit Lötmulden empfiehlt es sich oft, schon vorher die Ausrichtung der Lötanschlüsse zu bedenken und diese entsprechend einzusetzen. In vielpoligen Reihenanordnungen haben Sie es danach oft leichter, die Litzen nebeneinander einzulöten. Bei Steckhülsen mit Anschlagkragen – beispielsweise der Type S 30.00-xx – gibt es noch einen wichtigen Punkt zu beachten: Diese Steckhülse hat eine „trompetenartige“ Ausformung, also einen angeschrägten Kragen. Wenn man mit sehr grosser Kraft und flachem Werkzeug oben aus dieses „Trompetenende“ drückt, kann dies zu einer Deformierung der Mündung führen. Für diesen Zweck gibt es ein spezielles Werkzeug mit Hinterschnitt, das eine solche Verformung verhindert und für optimale Ergebnisse sorgt. Bitte verwenden Sie daher für die Steckhülsen der Serie 30 ausschliesslich das Einsetzwerkzeug des Typs SEW-30!