Steckverbinder Anlagen mit hoher Leistung über Push-in-Stecker anschließen

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Maschinen und Anlagen sollen immer schneller angeschlossen werden. Dazu werden bei den Daten- und Signalleitungen Push-in-Steckverbinder genutzt. Nun ist dies auch beim Energieanschluss möglich.

Auf einen Blick

• Die Installation erfolgt ohne Spezialwerkzeug, die Verbindung ist wartungsfrei und vibrationssicher.

• Der Klemmbereich vom unteren Minimal- bis zum Maximal-Leiterquerschnitt erfolgt über nur eine Variante.

• Die Lagerhaltung wird verringert, die Montage vereinfacht, und das Standard-Installationswerkzeug reicht aus.

Die Anforderungen an Produktionsmaschinen und -anlagen nehmen stetig zu – in guten wie in schlechten Zeiten. Eine hohe Flexibilität in der Massen- und Kleinserienfertigung trägt zudem zur Standortsicherung bei. Vor diesem Hintergrund rücken Steckverbinder jetzt auch für Power-Anwendungen in den Focus – als weiterer Garant für die Flexibilität von Maschinen und Anlagen (Bild 1).

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An den Schnittstellen für Daten, Signale und Leistung spielen Steckverbinder eine tragende Rolle – in modularer sowie in klassischer Monoblock-Bauweise. Weil sich die Segment- und Modulbauweise von Maschinen und Anlagen immer mehr durchgesetzt hat, kann häufiger auf Standard­ele­mente zurückgegriffen werden. Dabei steigt die Anzahl der benötigten Steckverbinder, die die Segmente flexibel verbinden. Alle Segmente können nach Fertigstellung elektrisch geprüft werden, bei der Endmontage und beim Probelauf werden die Anlagenteile bequem gesteckt. Vom Probelauf bis zur Endmontage muss beim Einsatz von Steckverbindern keine elektrische Verbindung neu aufgelegt oder modifiziert werden. Das hat zahlreiche Vorteile und spart zudem viel Zeit und Kosten.

Vor dem Hintergrund der digitalen Transformation drängen be­sonders im Produktionsumfeld zu­kunftsweisende Konzepte wie Industrie 4.0 und IIoT nach vorn. Bei sämtlichen Fertigungsprozessen spielt der Austausch von Daten dabei eine übergeordnete Rolle. Dabei darf aber nicht vergessen werden, dass zahlreiche Komponenten und Antriebe mit Energie versorgt werden müssen (Bild 2). Vorteilhaft sind hier Steckverbinder, die beides können.

Die Push-in-Technik bietet beim Leiteranschluss Vorteile

Dabei fungiert die Verbindungstechnik zum einen als Datenschnittstelle – mit einer Vielzahl von Anschlusstechniken wie Schraub-, IDC-, Crimp- und Push-in-Anschlusstechnik. Die Push-in-Technik ist beim Anschluss des Leiters an den Steckverbinder deutlich im Vorteil. Der große Klemmbereich und die hohe Vibrationssicherheit machen diese Anschlusstechnik für viele Nutzer alternativlos. Phoenix Contact bietet dazu ein breites Produktprogramm über alle Varianten hinweg. Steckverbinder und Module für Leiterquerschnitte bis 2,5 mm² sind schon heute stark am Markt vertreten.

Für Anwendungen im Leistungsbereich bei Strömen zwischen 16 und 40 A gibt es ebenfalls eine große Auswahl an Steckverbindern und Modulen, auch dort wächst die Anzahl der Kontakteinsätze und Module mit Push-in-Anschlusstechnik rapide. Folgende Baureihen sind schon für den Leistungsanschluss verfügbar (Bild 3) – HC steht dabei für die Steckverbinder-Produktreihe Heavycon:

• HC-A: 3- und 4-polig für HC-D7-​Gehäuse,

• HC-A: 10- und 16-polig für HC-​D15/25-​Gehäuse,

• HC-A: PE-Adapter,

• HC-B: die Standardschnittstelle für HC-EVO/STA-Gehäuse,

• HC-B: PE-Adapter,

• HC-B Twin: 2 Anschlüsse je Kontakt,

• HC-BB: hochpolige Steckverbinder,

• HC-M: Module mit Push-in-Technik,

• HC-Q: für Gehäuseserie HC Compact,

• HC-HS: für Standardgehäuse HC-EVO/STA/ADV.

Den für hohe Ströme ausgelegten Monoblock-Steckverbinder HC-HS06 gab es bislang nur mit Schraubklemme. Jetzt verleiht die Push-in-Anschlusstechnik diesem Steckverbinder neuen Schub. Die Steckgeometrie ist die gleiche wie beim Schraubanschluss, eine Umstellung in der Anwendung ist auch „schleichend“ möglich: die Applikation kann auf der einen Seite des Kabels mit einem Push-in- und auf der gegenüberliegenden Seite mit einem Schraubanschluss versehen sein. Die Push-in-Anschlusstechnik ist dabei vibrationssicher, wartungsfrei und langzeitstabil (Bild 4). Der Steckverbinder hat einen Leiterquerschnitt bis 6,0 mm² bei einem Nennstrom bis 35 A je Kontakt. Der 6-polige Plus-PE-Kontakteinsatz eignet sich besonders gut als Steckverbinder für den Motoranschluss oder zur Einspeisung von dezentralen Baugruppen.

Modulmix bis 6 mm² Leitungsquerschnitt

Mit der Serie HC-Modular bietet Phoenix Contact einen Steckverbinder für nahezu jede Anwendung – mit Daten-, Steuer-/Signal- und Power-Leitung. Die kompakten Leistungsmodule für Leiter mit einem Querschnitt bis 6,0 mm² können für verschiedene Anwendungen konfiguriert werden. Der Modulmix für Daten, Signal und Power kommt auch über das reine Produktionsumfeld hinaus in anderen Industriebereichen zum Einsatz – etwa in der Bahntechnik.

Unterschiedlich sind die Nennspannungen der Module. Das 2-polige Modul ist für eine Nennspannung von 830 V und einen Nennstrom von 40 A ausgelegt. Beim 3-poligen Modul beträgt die Nennspannung 500 V. Die Luft- und Kriechstrecke ist verkleinert, somit ist auch die Spannung niedriger. Die 4-poligen Module haben eine Nennspannung von 690 V bei 35 A. Bei den 4-poligen Modulen ist sowohl das Buchsen- wie auch das Stiftmodul berührungssicher ausgelegt, was die Steckverbinder für Antriebe und Frequenzumrichter prädestiniert.

Gehäuse aus Kunststoff oder aus Metall

Auch die kleinsten HC-Kontakteinsätze – der 3-polige HC-3A und der 4-polige HC-4A – haben einen Push-in-Anschluss, also die Leistungskontakte und die PE-​Kon­takte. Die Platzverhältnisse er­möglichen auch in diesem Fall eine wartungsfreie Anschlusstechnik. Mit der Gehäuseserie HC-D7 steht zudem ein Steckverbinder im Kunststoff- oder Metallgehäuse zur Verfügung.

Auch die größeren Kontakteinsätze HC-A10 und HC-A16 aus der Gehäusebaureihe HC-D15 und HC-D25 gibt es inzwischen mit Push-in-Technik – die Leistungskontakte können mit Litzen von 0,15 bis 2,5 mm² Leiterquerschnitt versehen werden. Durch die Flexibilität und den großen Leiterquerschnitt ergeben sich zahlreiche Einsatzmöglichkeiten. Zudem wird die Lagerhaltung einfacher und die Installation erfolgt schneller.

Mit dem PE-Adapter bekommt auch der PE-Anschluss seine Push-in-Technik. So kann der im Anbaugehäuse montierte Steckverbinder von der Schaltschrank-Innenseite her verdrahtet werden. Es wird vollständig im angebauten Zustand verdrahtet, was die Anschlusszeiten weiter verkürzt.

Einfacher und doppelter Anschluss

Auch die Kontakteinsätze der am häufigsten genutzten HC-B-Serie erschließen mit Push-in-Technik weitere Anwendungsbereiche. Die vibrationssichere und wartungsfreie Kontakttechnik ist für den Maschinen-, Anlagen- und Fahrzeugbau geeignet. Litzen bis zu einem Querschnitt von 2,5 mm² können angeschlossen werden.

Über die HC-B-Steckverbinder mit doppeltem PT-Anschluss kann Energie schnell verteilt werden, zusätzliche Klemmstellen sind nicht erforderlich. Weil die Steckgesichter der HC-B-Serie mit einfachem und doppeltem Push-in-Anschluss identisch sind, können die Verbinder flexibel eingesetzt werden. Mit dem zusätzlichen PE-Adapter mit Push-in-Anschluss werden auch diese Steckverbinder im eingebauten Zustand von der Schaltschrank-Innenseite her verdrahtet.

Auch bei der Voestalpine Signaling Siershahn GmbH hat man sich für die Direktstecktechnik entschieden. Für Rudolf Mühlenbein (Bild 5), der dort in der Abteilung Forschung und Entwicklung tätig ist, sprechen viele Gründe dafür: „Damit wir bei den zahlreichen elektrischen Beschaltungs- und Entschaltungsvorgängen, die bei den Tests und Simulationen durchgeführt werden, keine Zeit verlieren, haben wir uns für die Push-in-Direktstecktechnik von Phoenix Contact entschieden. Mit dieser Anschlusstechnik sparen wir viel Zeit und realisieren erheblich mehr Testzyklen. In Summe bietet uns diese Technik neben der Kontakt- und Bediensicherheit auch die notwendigen Einsparpotenziale in Bezug auf eine zeitsparende Verarbeitung. Für Neuentwicklungen werden wir deshalb konsequent nur noch Produkte mit dieser Anschlusstechnik ein-designen. Außerdem präferieren unsere Schaltschrankbauer diese Technik ebenfalls.“

* Dipl.-Ing. Thomas Wolting ist Mitarbeiter im Product Marketing Industrial Field Connectivity bei der Phoenix Contact GmbH & Co. KG in 32825 Blomberg, Tel. (0 52 35) 3-00 info@phoenixcontact.com

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