Leiteranschluss im Handumdrehen

| Autor / Redakteur: Michael Nordholz * / Dr. Anna-Lena Gutberlet

Bild 1: Die intuitive Hebelbedienung macht den Leiteranschluss zum Kinderspiel.
Bild 1: Die intuitive Hebelbedienung macht den Leiteranschluss zum Kinderspiel. (Bilder: Phoenix Contact)

Auch passive Komponenten können intelligente Lösungen bieten: Hebelbedienbare Leiter­platten­klemmen sorgen für mehr Komfort und Sicherheit.

Auch passive Komponenten müssen heute intelligente Lösungen bieten. Neue Leiterplatten-Steckverbinder von Phoenix Contact kombinieren die Zuverlässigkeit des Push-in-Federanschlusses mit der hohen Bedienfreundlichkeit der Hebelbetätigung. So werden Leiter mit Querschnitten bis 10 mm² schnell und intuitiv angeschlossen (Bild 1).

Anwenderfreundlichkeit gewinnt an Bedeutung

In der hochautomatisierten industriellen Produktion greifen alle Prozesse entlang der Wertschöpfungskette nahtlos ineinander. Anlagenstillstände und damit Produktionsausfälle führen schnell zu hohen Umsatzverlusten. Da die Produktion erst nach der Anlageninbetriebnahme starten kann, gerät auch dieser Prozess zunehmend in den Fokus der Automatisierer. Schon hier entscheidet sich, wie anwenderfreundlich die installierten Automatisierungskomponenten sind und wie schnell und fehlerfrei die gesamte Anlage in Betrieb gehen kann.

Ohne industrieelektronische Geräte wie Steuerungen, Stromversorgungen oder Wechselrichter kommt heute keine Anlage mehr aus. Ob in der elektrischen Antriebstechnik oder in Anlagen der erneuerbaren Energien – Kernstück aller leistungselektronischen Baugruppen sind deren Leiterplatten. Die Hersteller solcher Baugruppen sehen sich bei der Auswahl geeigneter Schnitt-stellen zwischen Leiterplatte und Leitung mit unterschiedlichen Anforderungen konfrontiert. Neben den physikalisch-technischen Eigenschaften gewinnen Aspekte wie Normkonformität der Zielmärkte sowie Anwenderfreundlichkeit zunehmend an Bedeutung. Gleichzeitig fordern Hersteller von ihren Zulieferern Produktlösungen, die effizient in ihre eigenen Herstellungsprozesse integriert werden können und eine hohe Zuverlässigkeit bieten.

Hier spielt die passive Geräteschnittstelle – als Leiterplatten-Steckverbinder – eine bedeutende Rolle. Denn auch passive Komponenten können intelligente Lösungen bieten: Das beweisen die neuen Leiterplatten-Steckverbinder der Baureihen LPC 6 und LPCH 6.

Einfach werkzeuglos anschließen

Über die Jahrzehnte haben sich zwei Anschlusstechniken für die Verbindung von Leiter und Geräteschnittstelle etabliert: der Schraubanschluss und der Federanschluss. Aufgrund seines hohen Bedienkomforts hat vor allem der Push-in-Federanschluss in der Industrie an Bedeutung gewonnen. Die Anschlusstechnik-Spezialisten aus Blomberg haben diese Technologie nun weiterentwickelt – und bringen damit noch mehr Komfort in den Leiteranschluss (Bild 2).

Das Prinzip ist einfach: Ein Betätigungshebel ermöglicht Anwendern, den Klemmraum werkzeuglos zu öffnen und zu schließen. Durch Öffnen des Betätigungshebels wird die integrierte Schenkelfeder gespannt und der Klemmraum geöffnet. Beim Schließen des Hebels wird die Feder wieder freigegeben, wodurch sie selbstständig in ihre Ursprungslage strebt. Da das Design des Kabeleinführtrichters das Abspleißen einzelner Litzen verhindert, können flexible Leiter ohne Aderendhülsen werkzeuglos, schnell und zuverlässig angeschlossen werden. Dank Push-in-Technik lassen sich flexible Leiter mit Aderendhülsen sowie starre Leiter auch bei geschlossenem Hebel direkt anschließen.

Ideal für beengte Einbaulagen

Der farbig abgesetzte und intuitiv bedienbare Hebel hat zwei Vorteile: Zum einen signalisiert die Hebelposition von außen sicht- und fühlbar die definierten Zustände des Klemmraums. So fallen nicht ordnungsgemäß geschlossene Klemmräume und somit fehlerhafte Verbindungen unmittelbar auf. Zum anderen sorgt die per Hebel gespannte Feder für eine programmierte, stets gleichbleibende Kontaktkraft auf den angeschlossenen Leiter. Der Anwender muss nicht mehr länger selbst die Kontaktkraft erzeugen, sondern kann mit Umlegen des Hebels sicher sein, dass die eingeführten Leiter zuverlässig kontaktieren. Beide Eigenschaften machen die Leiterplatten-Steckverbinder der Serien LPC 6 und LPCH 6 zur idealen Lösung für beengte oder schlecht einsehbare Einbaulagen an der Geräteunterseite oder in dicht bestückten Schaltschränken (Bild 3).

Prozesskosten während der Installation sowie mögliche Folgekosten für Fehlersuche und Instandsetzung werden durch die Hebelbedienung minimiert. Der integrierte Prüfabgriff oberhalb des Kabeleinführtrichters erleichtert auch nach der Verkabelung und Inbetriebnahme der leistungselektronischen Baugruppen fertigungsbegleitende Funktionsprüfungen.

Hybridleitungen für den effizienten Motoranschluss

Sogenannte Hybridleitungen übertragen sowohl Leistung wie auch Motor-Feedback mit nur einem Kabel. Innerhalb eines Mantels befinden sich Adern für die drei Phasen des frequenzveränderlichen Drehfeldes sowie die Leiter – mit zumeist kleinerem Querschnitt – für analoge Signale wie Motortemperatur oder Bremse. Digitale Drehgeber ermöglichen die Aufmodulation von Positionsinformationen auf die parallel analog genutzten Signalleitungen.

Die Leiterplatten-Steckverbinder der Serie LPCH 6 bieten eine effiziente Anschlusslösung in einer einzigen Schnittstelle. Die Leistungsverkabelung erfolgt über den hebelbedienbaren Steckverbinder LPC 6. Die Signalübertragung erfolgt über die gängige Produktserie FMC 1,5 von Phoenix Contact. Beide Steckverbinder werden im sogenannten Cold-welding-Verfahren stoffschlüssig miteinander verbunden und bilden so eine einzige Schnittstelle. Auf diese Weise lassen sich Hybridleitungen bei der Inbetriebnahme oder nach Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen in nur einem Steckvorgang mit dem Frequenzumrichter oder Servoverstärker verbinden.

Der Vorteil liegt auf der Hand: Die Anzahl der zu bevorratenden Bauteile wird halbiert, da nicht mehr länger jeweils ein Stecker und eine Grundleiste für den Leistungs- und für den Signalteil vorgehalten werden müssen. Auch der Bestückungsprozess in der Leiterplattenfertigung wird vereinfacht, da lediglich ein Bauteil zuzuführen und zu positionieren ist (Bild 4).

Der optionale Mittelflansch rastet beim Stecken des Steckerteils automatisch in der Grundleiste ein und verhindert so, dass die Steckverbindung unbeabsichtigt durch Zugkräfte am Kabel getrennt wird. Im Vergleich zu herkömmlichen Schraubflanschen benötigt der Mittelflansch etwa die Hälfte des er­forderlichen Bauraums auf der Leiterplatte.

Ergänzendes zum Thema
 
Hebelprinzip für mehr Komfort und Sicherheit

Zusätzliche Herausforderungen durch die Globalisierung

Schon in der frühen Entwicklungsphase elektronischer Geräte nehmen zulassungsrelevante, normative Anforderungen Einfluss auf das Geräte-Design. Soll das Gerät weltweit vermarktet werden, muss es neben den internationalen Normen – wie EN/IEC – auch die amerikanischen Normen erfüllen. Insbesondere bei der Isolationskoordination wird den Geräteschnittstellen besondere Beachtung geschenkt. Die hierfür verwendeten Komponenten finden sich auf der sogenannten „list of critical components“.

Die Leiterplatten-Steckverbinder der Serien LPC 6 und LPCH 6 sind nach dem Standard UL 1059 uneingeschränkt für Spannungen bis zu 600 V geeignet. Damit ist eine universelle Anwendung als sogenannter „field wiring terminal block“ in allen Bereichen gestattet. Zudem bieten beide Serien auch in ungestecktem Zustand eine erweiterte Fingerberührsicherheit von drei Millimetern (nach IEC/UL 61800-5-1).

Damit erfüllen sie den für 400-V-TN-Systeme geforderten Schutz gegen das direkte Berühren und erlauben den Geräteeinsatz ohne zusätzliche Abdeckungen. Die Normkonformität vereinfacht den internationalen Zulassungsprozess und beschleunigt die Einsatzfähigkeit neuer Geräte auf den diversifizierten Märkten in Amerika, Europa und Asien.

Ein kleiner Hebel mit großer Wirkung

Ein kleiner Hebel, der viel verändert: Künftig bleibt der Schraubendreher bei der Geräteverdrahtung in der Tasche, wenn die hebelbedienbaren Leiterplattenklemmen der Baureihen LPC 6 und LPCH 6 zum Einsatz kommen. Der Komfortgewinn ist kein Selbstzweck – er beschleunigt die Inbetriebnahme, minimiert Anwendungsfehler und erhöht die Verfügbarkeit der industrieelektronischen Baugruppe. Da Anwender zudem die Anzahl verbauter Komponenten reduzieren können, sinken auch Teile-, Lager- und Montage­kosten.

* Michael Nordholz ist Produktmanager Leiterplatten-Anschlusstechnik bei Phoenix Contact in Blomberg.

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Die Anschlusstechnik-Spezialisten aus Blomberg haben diese Technologie nun weiterentwickelt – und...  lesen
posted am 13.11.2018 um 11:30 von Unregistriert


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