Kabelverschraubung vs. Kabelverbinder: Den Unterschied verstehen

Bei der Spezifizierung von elektrischen Komponenten für Schaltschränke, Anschlusskästen oder Industrieanlagen trifft man häufig auf Kabelverschraubungen und Kabelsteckverbinder. Obwohl diese Begriffe im lockeren Gespräch manchmal synonym verwendet werden, beschreiben sie grundlegend unterschiedliche Komponenten, die in elektrischen Installationen unterschiedliche Zwecke erfüllen.

Das Verständnis des Unterschieds zwischen einer Kabelverschraubung und einem Kabelsteckverbinder ist entscheidend für die Auswahl der richtigen Komponente für Ihre Anwendung. Bei falscher Wahl können Sie den Umweltschutz beeinträchtigen, die elektrischen Leistungsanforderungen nicht erfüllen oder einfach zu viel für Funktionen ausgeben, die Sie nicht benötigen.

Dieser Leitfaden verdeutlicht den technischen Unterschied zwischen Kabelverschraubungen und Kabelsteckverbindern, erklärt, wann welcher Komponententyp zu verwenden ist, und hilft Ihnen, fundierte Spezifikationsentscheidungen auf der Grundlage Ihrer tatsächlichen Anwendungsanforderungen zu treffen.

Was ist eine Kabelverschraubung?

Ein Kabelverschraubung– auch bekannt als Kabeleinführungsverschraubung oder Stopfbuchse – ist ein mechanisches Bauteil, das das Ende eines Kabels an dem Gerät oder Gehäuse befestigt und sichert, in das es eintritt. Die Hauptaufgabe der Kabelverschraubung besteht darin, eine Umgebungsabdichtung, Zugentlastung und mechanische Fixierung an der Stelle zu gewährleisten, an der ein Kabel durch eine Gehäusewand geführt wird.

Kabelverschraubungen stellen keine elektrischen Verbindungen her. Stattdessen dichten sie die Kabeleinführungsstelle ab, um die Schutzart (IP) des Gehäuses gegen Staub und Feuchtigkeit aufrechtzuerhalten. Wenn Sie einen Anschlusskasten mit der Schutzart IP67 oder IP68 sehen, sind es die Kabelverschraubungen, die diese Schutzart aufrechterhalten, indem sie eine wasserdichte Abdichtung um jedes Kabel herum bilden.

Diese Geräte werden nach Gewindeart (PG, metrisch M, NPT), Material (Messing, Edelstahl, Nylon) und Kabeldurchmesserbereich spezifiziert. In explosionsgefährdeten Bereichen müssen Kabelverschraubungen zusätzliche Normen wie ATEX oder IECEx erfüllen, um Zündgefahren zu vermeiden.

Was ist ein Kabelsteckverbinder?

Ein Kabelsteckverbinder ist ein elektromechanisches Bauteil, das eine lösbare elektrische Schnittstelle zwischen zwei Kabeln oder zwischen einem Kabel und einem Gerät herstellt. Im Gegensatz zu Kabelverschraubungen sind Kabelsteckverbinder speziell dafür ausgelegt, elektrische Stromkreise herzustellen, aufrechtzuerhalten und deren Trennung zu ermöglichen.

Kabelsteckverbinder verfügen über standardisierte Steckkomponenten – Stecker- und Buchsenhälften mit definierten Kontaktgeometrien, Pinbelegungen und elektrischen Nennwerten. Gängige industrielle Beispiele sind M12-Rundsteckverbinder, Klemmenblöcke, D-Sub-Steckverbinder und modulare Stecksysteme. Diese Steckverbinder werden nach Faktoren wie Kontaktanzahl, Strombelastbarkeit, Spannungsfestigkeit und Datenübertragungsfähigkeit spezifiziert.

Während eine Kabelverschraubung eine Gehäuseeintrittsstelle abdichtet, schließt ein Kabelsteckverbinder einzelne Leiter ab und ermöglicht die Signal- oder Leistungsverteilung über Gerätegrenzen hinweg. Das Steckverbindergehäuse kann einen Umgebungsschutz (IP-Schutzarten) bieten, dies ist jedoch sekundär gegenüber seiner primären elektrischen Funktion.

Hauptunterschiede: Kabelverschraubung vs. Kabelsteckverbinder

Die Verwirrung zwischen Kabelverschraubungen und Kabelsteckverbindern rührt von der Tatsache her, dass beide an Kabeln befestigt werden und beide an Gerätegrenzen auftreten können. Sie lösen jedoch grundlegend unterschiedliche Probleme.

Feature	Kabelverschraubung	Kabelsteckverbinder
Primäre Funktion	Mechanische Kabeleinführung und Umgebungsabdichtung	Elektrische Verbindungsschnittstelle
Elektrische Rolle	Keine (keine elektrischen Kontakte)	Stellt die elektrische Stromkreis-Kontinuität her
Schutz der Umwelt	Kernfunktion – erhält die IP-Schutzart des Gehäuses aufrecht	Sekundäres Merkmal (wenn vorhanden)
Lösbarkeit	Feste Installation (erfordert Werkzeug zum Entfernen)	Ausgelegt für wiederholte Steck-/Trennzyklen
Wichtige Komponenten	Gewindekörper, Kompressionsdichtungen, Zugentlastung	Steckhälften, elektrische Kontakte, Isolierung
Installationspunkt	Gehäusewanddurchdringung	Kabel-zu-Kabel- oder Kabel-zu-Gerät-Schnittstelle
Normen	IEC 62444, ATEX/IECEx (explosionsgefährdete Bereiche)	IEC 61076-Serie, IEC 61984, UL 1977
Kriterien für die Auswahl	Kabeldurchmesser, Gewindeart, IP-Schutzart, Material	Pinanzahl, Spannungs-/Strombelastbarkeit, Datengeschwindigkeit

Die Tabelle verdeutlicht den Unterschied: Wenn Ihre Anwendung eine Abdichtung an der Stelle erfordert, an der ein Kabel in ein Gehäuse eintritt, benötigen Sie eine Kabelverschraubung. Wenn Sie Leiter elektrisch verbinden müssen und die Möglichkeit haben möchten, diese später zu trennen, benötigen Sie einen Kabelsteckverbinder.

Aufbau und Komponenten

Aufbau einer Kabelverschraubung

Eine typische Kabelverschraubung besteht aus mehreren Schlüsselkomponenten, die zusammenwirken, um mechanische Fixierung und Umgebungsabdichtung zu erreichen:

• Gewindekörper: Das Hauptgehäuse mit Außengewinde (PG, M oder NPT), das in ein passendes Gewindeloch in der Gehäusewand geschraubt wird. Erhältlich in Messing, Edelstahl oder Nylon, je nach Umgebungsanforderungen.
• Druckmutter: Der äußere Ring, der auf den äußeren Kabelmantel geschraubt wird, wodurch ein mechanischer Halt entsteht und die Dichtungselemente zusammengedrückt werden. Dies sorgt für die Zugentlastung, die ein Herausziehen des Kabels unter Spannung verhindert.
• Dichtringe/Unterlegscheiben: Elastomere Elemente (typischerweise EPDM, NBR oder Silikon), die gegen den Kabelmantel gepresst werden, um eine wasserdichte Abdichtung zu erzeugen. Die Qualität und Kompression dieser Dichtungen bestimmen die erreichte IP-Schutzart.
• Kontermutter: Die innere Mutter, die den Verschraubungskörper an der Gehäusewand befestigt und die primäre Abdichtung am Montagepunkt erzeugt.

Für armierte Kabel enthalten spezielle Verschraubungen zusätzliche Komponenten wie Erdungslaschen und Kompressionskonen, um die Kabelarmierung abzuschließen und die Erdungskontinuität zu gewährleisten.

Aufbau eines Kabelsteckverbinders

Kabelsteckverbinder sind um eine andere Reihe von Prioritäten herum aufgebaut – zuverlässiger elektrischer Kontakt und definierte Steckgeometrie:

• Steckverbindergehäuse: Der isolierende Körper, der Kontakte in präzisen Positionen hält und mechanischen Schutz bietet. Kann Codierungsmerkmale enthalten, um ein falsches Zusammenstecken zwischen inkompatiblen Steckverbindertypen zu verhindern.
• Elektrische Kontakte: Die leitfähigen Elemente (Stifte/Buchsen), die die Stromkreis-Kontinuität herstellen. Diese werden präzise nach spezifischen Kontaktwiderstands- und Strombelastungsspezifikationen gefertigt. Die Kontaktbeschichtung (Gold, Silber, Zinn) beeinflusst die Zuverlässigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
• Kabelbefestigung: Je nach Steckverbindertyp kann dies eine Lötverbindung, Crimp-Kontakte, Schraubklemmen oder Schneidklemmtechnik sein. Die Befestigungsmethode muss die Kontaktintegrität bei Vibrationen und Temperaturwechseln aufrechterhalten.
• Dichtungselemente (optional): Steckverbinder, die in rauen Umgebungen eingesetzt werden, können O-Ringe, Dichtungen oder Umspritzungen enthalten, um den Schutzgrad IP67/IP68 zu erreichen – dies ist jedoch ein zusätzliches Merkmal und nicht die primäre Funktion des Steckverbinders.
• Verriegelungsmechanismus: Gewindekupplung, Bajonettverschluss oder Schnappverschluss, die die zusammengefügten Hälften sichern und ein versehentliches Trennen verhindern.

Primäre Funktionen

Was Kabelverschraubungen leisten

1. Umgebungsabdichtung: Erhält die Schutzart des Gehäuses aufrecht, indem sie den Kabeleintrittspunkt abdichtet. Ohne geeignete Kabelverschraubungen wird ein IP67 Anschlussdose zu einem ungeschützten Gehäuse, das das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit ermöglicht.
2. Zugentlastung: Verhindert mechanische Beanspruchung interner Verbindungen, indem das Kabel sicher am Eintrittspunkt verankert wird. Zugkräfte werden auf den Verschraubungskörper und nicht auf die elektrischen Anschlüsse im Inneren des Gehäuses übertragen.
3. Kabelhalterung: Bietet mechanische Haltekraft, die das Herausziehen des Kabels verhindert. Entscheidend in Anwendungen, die Vibrationen, Bewegungen ausgesetzt sind oder bei denen das Kabelgewicht zu einer allmählichen Lockerung führen könnte.
4. Erdungskontinuität (Metallverschraubungen mit armiertem Kabel): Bei Verwendung mit SWA- oder anderen armierten Kabeln bieten metallische Kabelverschraubungen den Erdungspfad für die Kabelarmierung und gewährleisten so elektrische Sicherheit und EMV-Leistung.

Was Kabelverbinder leisten

1. Elektrische Verbindung: Stellt die Stromkreis-Kontinuität zwischen zusammenpassenden Leitern her und erhält sie aufrecht. Dies ist die primäre und definierende Funktion – die Schaffung zuverlässiger elektrischer Pfade für die Strom- oder Signalübertragung.
2. Standardisierte Schnittstelle: Bietet eine definierte, wiederholbare Verbindungsgeometrie, die ein korrektes Pin-zu-Pin-Stecken gewährleistet. Kodierung und Schlüssel verhindern Verbindungsfehler bei Installationen mit mehreren Steckverbindern.
3. Trennbarkeit: Ermöglicht das absichtliche Trennen für Wartung, Prüfung oder Gerätekonfiguration, ohne Kabel zu durchtrennen oder dauerhafte Anschlüsse zu stören.
4. Signalintegrität: Bei Datensteckverbindern wird eine kontrollierte Impedanz und Abschirmung aufrechterhalten, um die Signalqualität bei bestimmten Frequenzen zu erhalten. Entscheidend in industriellen Netzwerken (PROFINET, EtherCAT) und Sensoranwendungen.

Wann eine Kabelverschraubung verwenden

Verwenden Sie eine Kabelverschraubung, wenn Ihre Anwendung eines dieser Szenarien beinhaltet:

• Gehäusedurchführungen: Jedes Kabel, das durch die Wand eines Verteilerkastens, eines Schaltschranks, eines Motorklemmkastens oder eines Gerätegehäuses geführt wird, benötigt eine Kabelverschraubung, um den Umweltschutz aufrechtzuerhalten. Die Verschraubung erzeugt die Dichtung, die die IP-Schutzart des Gehäuses erhält.
• Außenanlagen: Elektrische Geräte, die Witterungseinflüssen, direkter Sonneneinstrahlung, Regen oder extremen Temperaturen ausgesetzt sind, benötigen einen IP-geschützten Kabeleingang. Kabelverschraubungen bieten die erste Verteidigungslinie gegen das Eindringen von Feuchtigkeit.
• Marine- und Offshore-Umgebungen: Salzsprühnebel, konstante Luftfeuchtigkeit und gelegentliches Untertauchen erfordern einen wasserdichten Kabeleingang. Kabelverschraubungen aus Edelstahl oder vernickeltem Messing mit NBR- oder EPDM-Dichtungen sind Standard in elektrischen Marineinstallationen.
• Gefahrenbereiche: In Umgebungen mit explosionsgefährlichen Gas- oder Staubatmosphären müssen Kabelverschraubungen das Geräteschutzkonzept (Ex e, Ex d, Ex t) aufrechterhalten. ATEX- oder IECEx-zertifizierte Verschraubungen sind in diesen Anwendungen obligatorisch.
• Industrielle Maschinen: Geräte, die Vibrationen, Bewegungen oder mechanischer Beanspruchung ausgesetzt sind, benötigen Kabelverschraubungen, um die Zugentlastung zu gewährleisten und Kabelermüdung an den Eintrittspunkten zu verhindern.
• Installationen mit armierten Kabeln: Bei Verwendung von SWA-Kabeln (Steel Wire Armored) oder Kabeln mit Geflechtarmierung sind spezielle Armierungskabelverschraubungen erforderlich, um die Armierung abzuschließen und die Erdungskontinuität herzustellen.

Wann einen Kabelverbinder verwenden

Wählen Sie einen Kabelverbinder, wenn Ihre Anwendung Folgendes erfordert:

• Abnehmbare Geräteanschlüsse: Maschinen, Instrumente oder Schalttafeln, die zum Zweck der Wartung, Prüfung oder Neukonfiguration regelmäßig getrennt werden müssen. Steckverbinder ermöglichen ein sauberes Trennen, ohne die permanente Verkabelung zu stören.
• Vor Ort austauschbare Baugruppen: Wenn Gerätemodule oder Sensoren schnell ausgetauscht werden müssen, bieten Steckverbinder Plug-and-Play-Funktionalität. Dies ist Standardpraxis in der industriellen Automatisierung und Prozesssteuerung.
• Kabel-zu-Kabel-Verbindungen: Wo zwei Kabelstrecken so verbunden werden müssen, dass eine zukünftige Trennung möglich ist. Verlängerungskabel, Verbindungspunkte in Kabeltrassen und modulare Verkabelungssysteme basieren alle auf Kabelverbindern.
• Signalübertragung: Datennetzwerke, Sensorverkabelung und Kommunikationssysteme verwenden standardisierte Steckverbinder (RJ45, M12 X-kodiert, Glasfaser), die die Signalintegrität erhalten und gleichzeitig Verbindungsflexibilität ermöglichen.
• Stromverteilung: Starkstromsteckverbinder (PowerCON, CEE-Industriestecker, Anderson-Steckverbinder) ermöglichen sichere, hochkapazitive elektrische Verbindungen für temporäre Stromversorgungssysteme, mobile Geräte und modulare Installationen.
• Schalttafeleinbau-Schnittstelle: Gerätefrontplatten verwenden häufig Steckverbinder, um externe Kabel in das Gehäuse zu führen, so dass eine Trennung vor Ort möglich ist, ohne die Schalttafel zu öffnen.

Industrienormen und Zertifizierungen

Kabelverschraubungsnormen

IEC 62444: Die internationale Norm, die Konstruktionsanforderungen, Leistungskriterien und Prüfmethoden für Kabelverschraubungen definiert. Umfasst mechanische Festigkeit, Überprüfung der IP-Schutzart, Temperaturverhalten und Kabelhalteprüfung. Gilt hauptsächlich für Verschraubungen mit metrischem Gewinde gemäß IEC 60423.

ATEX-Richtlinie 2014/34/EU: Europäische Verordnung für Geräte für explosionsgefährdete Bereiche. Kabelverschraubungen, die in den Zonen 1, 2, 21 oder 22 verwendet werden, müssen eine ATEX-Zertifizierung tragen, die dem Geräteschutzkonzept entspricht (Ex e, Ex d, Ex t usw.).

IECEx-System: Internationales Zertifizierungssystem für Geräte für explosionsgefährdete Bereiche. Bietet eine weltweit anerkannte Konformitätsbewertung für Kabelverschraubungen, die in explosionsgefährdeten Bereichen verwendet werden, basierend auf den Normen der Reihe IEC 60079.

UL / CSA: Nordamerikanische Produktsicherheitszertifizierungen für Kabelverschraubungen, die insbesondere für Anwendungen der Klasse I Division 2 / Zone 2 in den US-amerikanischen und kanadischen Märkten relevant sind.

Kabelverbindernormen

IEC 61076-Reihe: Normenreihe, die mechanische und elektrische Anforderungen für runde und rechteckige Steckverbinder spezifiziert. IEC 61076-2-101 behandelt M12-Steckverbinder; andere Teile befassen sich mit anderen Steckverbinderfamilien.

IEC 61984: Breite Sicherheitsnorm für Steckverbindersysteme, die in Geräten verwendet werden. Umfasst Isolierung, Kontaktleistung und Sicherheitsanforderungen für Allzwecksteckverbinder.

UL 1977: Nordamerikanische Sicherheitsnorm für Steckverbinder und Verbindungssystemkomponenten. Erforderlich für UL-gelistete Geräte, die auf dem US-amerikanischen/kanadischen Markt verkauft werden.

ISO/IEC 11801: Für Datensteckverbinder werden Verkabelungsstandards für Telekommunikations- und Informationstechnologieinstallationen definiert, einschließlich Steckverbinderleistungskategorien (Cat5e, Cat6, Cat6A usw.).

Das Verständnis, welche Normen für Ihre Komponentenauswahl gelten, gewährleistet die Einhaltung von Installationsvorschriften, Geräte-Zertifizierungen und Projektspezifikationen.

Auswahlhilfe: Auswahl der richtigen Komponente

Wenn Sie vor einer Spezifikationsentscheidung stehen, stellen Sie sich diese Fragen:

Ist die primäre Anforderung die Umgebungsabdichtung an einer Gehäusedurchführung?
→ Ja: Kabelverschraubung
→ Nein: Weiter zur nächsten Frage

Erfordert die Anwendung eine elektrische Trennbarkeit?
→ Ja: Kabelverbinder
→ Nein: Weiter zur nächsten Frage

Führen Sie ein Kabel durch eine Gehäusewand, oder schließen Sie Leiter für eine elektrische Verbindung an?
→ Durchführung durch die Wand: Kabelverschraubung
→ Elektrischer Anschluss: Kabelsteckverbinder

Benötigt die Installation eine IP-Schutzart zum Schutz vor Feuchtigkeit/Staub?
→ Wenn Schutz erforderlich ist am Gehäuseeintrittspunkt: Kabelverschraubung
→ Wenn Schutz erforderlich ist an einer elektrischen Schnittstelle: IP-geschützter Kabelsteckverbinder

Ist dies für einen explosionsgefährdeten Bereich (explosionsfähige Atmosphäre)?
→ Gehäuseabdichtung: ATEX/IECEx-Kabelverschraubung
→ Elektrische Schnittstelle: Zertifizierter Steckverbinder für explosionsgefährdete Bereiche

In vielen Installationen werden Sie beides verwenden: Kabelverschraubungen, wo Kabel in Gehäuse eintreten, und Kabelsteckverbinder innerhalb des Gehäuses oder an Geräteschnittstellen, wo elektrische Verbindungen hergestellt und potenziell getrennt werden müssen.

Fazit

Kabelverschraubungen und Kabelsteckverbinder erfüllen unterschiedliche, sich ergänzende Rollen in elektrischen Installationen. Kabelverschraubungen sind mechanische Abdichtungselemente, die Gehäuseeintrittspunkte schützen, IP-Schutzarten aufrechterhalten und Zugentlastung bieten – ohne elektrische Funktion. Kabelsteckverbinder sind elektromechanische Schnittstellen, die Stromkreis-Kontinuität herstellen und Trennung ermöglichen, wobei der Umweltschutz bei Bedarf eine sekundäre Funktion ist.

Das Verständnis dieser grundlegenden Unterscheidung hilft Ihnen, die richtige Komponente für jeden Anwendungspunkt zu spezifizieren. Wenn Sie das nächste Mal ein Schalttafel-Layout oder eine Gerätespezifikation überprüfen, wissen Sie genau, wann Sie eine Kabelverschraubung (Eintrittsabdichtung) im Vergleich zu einem Kabelsteckverbinder (elektrische Schnittstelle) benötigen.

Für Anwendungen, die beide Funktionen erfordern – abgedichteter Eintritt und Trennmöglichkeit – ist die Lösung typischerweise eine Kabelverschraubung am Gehäuseeintrittspunkt mit einem IP-geschützten Kabelsteckverbinder innerhalb oder knapp außerhalb des Gehäuses, wodurch Sie Umweltschutz dort erhalten, wo das Kabel eintritt, und elektrische Flexibilität dort, wo Stromkreise verbunden werden.