Push-in statt Crimp: Mit schweren Steckverbindern leichter arbeiten

| Autor / Redakteur: Thomas Wolting * / Kristin Rinortner

Verkabelung in Fertigungsanlagen: Hier werden leistungsstarke Steckverbinder benötigt – wie die Steckverbinder der Baureihe Heavycon Compact mit Push-in-Anschluss.
Verkabelung in Fertigungsanlagen: Hier werden leistungsstarke Steckverbinder benötigt – wie die Steckverbinder der Baureihe Heavycon Compact mit Push-in-Anschluss. (Bild: Phoenix Contact)

Ein einfacher, schneller und wartungsfreier Anschluss in der Fertigungstechnik wird immer wichtiger. Auch im Anlagenbau ist die Push-in-Technik auf dem Vormarsch.

Als Alternative zur Crimp-Anschlusstechnik wünschen sich immer mehr Anwender eine Anschlusstechnik, die einfacher zu konfektionieren ist. Immer mehr Push-in-Einsätze decken daher immer mehr Anwendungen ab, bei denen bisher nur gecrimpt werden konnte. Denn Push-in-Kontakteinsätze ermöglichen einen extrem schnellen Anschluss im Feld.

Beim Bau von Maschinen und Fertigungseinrichtungen nimmt die Anzahl der benötigten Steckverbinder stetig zu. Für einen optimierten Aufbau und eine verbesserte Installation werden die Anforderungen an die Produktionsanlagen immer präziser definiert. Zudem kann durch eine verbesserte Vorplanung die Wirtschaftlichkeit deutlich verbessert werden.

Je höher der Automatisierungsgrad, desto eher können Länder mit hohen und Länder mit geringen Lohnkosten verglichen werden. Auch vor dem Hintergrund der Bemühungen bei Industrie 4.0 ist diese vorausschauende Plan- und Vergleichbarkeit von großer Bedeutung.

Online-Daten zur Anlagenplanung

Eine wichtige Rolle spielen dabei die Schnittstellen der Maschinen und Anlagen zur Übertragung von Daten, Signalen und Leistung – das können Steckverbinder in modularer Bauweise oder auch Monoblöcke sein. Moderne Maschinen und Anlagen werden aus einer Vielzahl einzelner Segmente und Modulen erstellt, wobei immer mehr Schnittstellen mit verbesserter Anschlusstechnik benötigt werden.

Zur Vorbereitung und Planung dieser Schnittstellen stellt Phoenix Contact einen Konfigurator mit allen erforderlichen Informationen bereit. Das Einbinden konfigurierter Steckverbinder gestaltet sich einfach – die 3D-Daten werden heruntergeladen und im Aufbauplan hinterlegt. Heraus kommt eine Stückliste mit allen ausgewählten Komponenten, auf die mittels Referenznummer immer wieder zurückgegriffen werden kann. Bereits in dieser Phase der Planung sollte auch auf eine möglichst komfortable Anschlusstechnik geachtet werden – und die spätere Verarbeitung sollte schnell und ohne Spezialwerkzeug erfolgen.

Push-in-Technik versus Crimp-Anschluss

Die bestehenden gedrehten Crimp-Kontakte sind immer auf einen bestimmten Leiterquerschnitt ausgelegt. Das bedeutet, dass für den Einsatz von Litzen mit einem Leiterquerschnitt von etwa 1,5 mm² auch ein Kontakt von 1,5 mm² benötigt wird. Werden zusätzlich noch Signale mit einem Leiterquerschnitt von 1,0 mm² und 0,5 mm² eingesetzt, werden zwei weitere Kontakte benötigt.

Damit die Kontakte sicher und normenkonform angeschlossen werden können, ist ein freigegebenes Crimp-Werkzeug erforderlich. Dieser Prozess erfordert einigen Aufwand und eine hohe Präzision. Auch sind Verarbeitungs-, Werkzeug- und Materialkosten nicht unerheblich – sie sollten bei einem straffen Termin- und Budget-Rahmen nicht unterschätzt werden. Sobald nur ein Leiterquerschnitt geändert wird oder eine Komponente fehlt, stockt der Prozess.

Um dem Anlagenplaner hier mehr Flexibilität an die Hand zu geben, stellt Phoenix Contact eine durchgängige Steckverbinder-Alternative mit Push-in-Anschluss bereit. Durch die Entwicklung neuer Techniken steht auch für hochpolige Steckverbinder und Module eine neue und zukunftsweisende Anschlusstechnik bereit.

Push-in-Anschluss: Mehr Flexibilität bei der Anlagenplanung

Auf Grund seiner Kompaktheit ist beim Steckverbinder der Baugröße B24 aus der Produktfamilie Heavycon der Raum begrenzt. Außerdem muss immer die Steckkompatibilität zu den anderen Anschlusstechniken gegeben sein.

Bild 1: Die Push-in-Anschlusstechnik ist auch bei schweren Steckverbindern in immer mehr Baureihen verfügbar.
Bild 1: Die Push-in-Anschlusstechnik ist auch bei schweren Steckverbindern in immer mehr Baureihen verfügbar. (Bild: Phoenix Contact)

Bei der Baureihe HC-B, die über die Push-in-Anschlusstechnik verfügt, werden die Kontakte gestanzt und gerollt und anschließend mit der Kontaktfeder versehen. Der Anschluss ist für einen großen Querschnitt ausgelegt und zudem vibrationssicher und wartungsfrei.

Eine so optimierte Anschlusstechnik kann in nahezu allen Applikationsszenarien eingesetzt werden.

Auf Grund der hohen Popularität der Push-in-Technik steigt die Anzahl der Kontakteinsätze und Module, die mit dieser Anschlusstechnik angeboten werden. Folgende Baureihen sind bereits mit Push-in-Anschlusstechnik verfügbar (Bild 1):

  • Serie HC-A: 3- und 4-polig für die Gehäuse HC-D7, 10- und 16-polig, PE-Adapter
  • Serie HC-B: Standardschnittstelle, PE-Adapter
  • Serie HC-B Twin: 2 Anschlüsse je Kontakt
  • Serie HC-BB: hochpoliger Steckverbinder
  • Serie HC-M: einzelne Module
  • Serie HC-Q: für Gehäuseserie Heavycon Compact.

HC-A-Serie geht mit Push-in-Anschluss voran

Mit einem zukunftsweisenden Push-in-Anschluss versehen wurden die Leistungs- und PE-Kontakte des dreipoligen (HC-3A) und des vierpoligen (HC-4A) Steckverbinders aus der kleinsten Heavycon-Serie. Hier konnten die Platzverhältnisse optimal ausgenutzt werden, die Anschlusstechnik ist weitgehend wartungsfrei. Mit der Push-in-Anschlusstechnik der Gehäuseserie HC-D7 steht zudem eine Schnittstelle im Kunststoff- oder Metallgehäuse zur Verfügung.

Auch die größeren Kontakteinsätze der Gehäuse-Baureihe HC-D15 (HC-A10) und HC-D25 (HC-A16) sind inzwischen mit Push-in-Technik verfügbar. Die Leistungskontakte können mit Litzen von 0,14 mm² bis 2,5 mm² Leiterquerschnitt versehen werden. Durch die hohe Flexibilität mit dem großen Leiterquerschnitt ergeben sich unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten. Damit wird nicht nur die Lagerhaltung vereinfacht, auch die In­stallation erfolgt schneller.

Bild 2: Signale und Leistung werden mit innovativer PE-Anbindung aus dem Kontakteinsatz sicherer übertragen.
Bild 2: Signale und Leistung werden mit innovativer PE-Anbindung aus dem Kontakteinsatz sicherer übertragen. (Bild: Phoenix Contact)

Mit dem neu entwickelten PE-Adapter kann auch der PE-Anschluss mit Push-in-Anschlusstechnik ausgestattet werden. Der Adapter ermöglicht es, den im Anbaugehäuse montierten Steckverbinder von der Schaltschrank-Innenseite her zu verdrahten. Zum einen werden durch den neuartigen Instal-lationsablauf die Installationszeiten weiter verkürzt, und zum anderen kann die Verdrahtung vollständig im angebauten Zustand erfolgen (Bild 2).

Push-in-Kontakte für neue Applikationsfelder

Die am häufigsten genutzten Kontakteinsätze – die HC-B-Serie – stehen sogar mit unterschiedlichen Anschlusstechniken zur Verfügung. Mit der vibrationssicheren und wartungsfreien Push-in-Kontakttechnik können weitere Applikationsfelder erschlossen werden – etwa im Maschinen-, Anlagen- und Fahrzeugbau.

Zudem werden Litzen bis zum Leiterquerschnitt von 2,5 mm² eingesetzt. Auch der große Klemmbereich ist prädestiniert, neue Anwendungsbereiche zu erschließen. Über den doppelten Push-in-Anschluss der Serie HC-B kann auch schneller verteilt – und auf zusätzliche Klemmstellen etwa im Schaltschrank verzichtet – werden.

Vorteilhaft bei der Serie HC-B ist auch, dass die Steckgesichter des einfachen und des doppelten Push-in-Anschlusses identisch sind. Mit dem zusätzlichen PE-Adapter, der ebenfalls für ein oder zwei Anschlüsse verfügbar ist, können auch diese Steckverbinder im eingebauten Zustand von der Schaltschrank-Innenseite verdrahtet werden. Auch dadurch vereinfachen sich Aufbau und Installation.

Bild 3: Mit seinem 8-poligen Push-in-Kontakteinsatz erschließt der Steckverbinder der Baureihe Heavycon Compact neue Applikationsfelder in der Automatisierungstechnik.
Bild 3: Mit seinem 8-poligen Push-in-Kontakteinsatz erschließt der Steckverbinder der Baureihe Heavycon Compact neue Applikationsfelder in der Automatisierungstechnik. (Bild: Phoenix Contact)

Kompakte Schnittstelle mit PE-Anschluss

Bei der neuen Steckverbinderserie Heavycon Compact (Bild 3) wurde – unabhängig von Anschlusstechnik und Polzahl – auch der Schutzleiteranschluss neu konzipiert. Der standardisierte Steckverbinder nach ISO 23570 führt den Schutzleiter aus der Mitte des Kontakteinsatzes an das Gehäuse.

Diese auf dem Markt einzigartige PE-Anbindung verbessert die sichere und zuverlässige Kontaktierung zum Gehäuse. Durch die konstruktive Gestaltung des PE-Anschlusses ist der Verdrahtungsraum im Steckverbindergehäuse größer, was eine Verdrahtung auch bei größeren Leiterquerschnitt vereinfacht.

Mit dem Kontakteinsatz HC-COM Q08 steht eine kompakte Schnittstelle mit Push-in-Anschluss bereit, und der HC-COM Q42 kombiniert die Axialanschlusstechnik für die Leistungskontakte mit dem PE-Kontakt.

Fazit: Ein einfacher, schneller und wartungsfreier Aufbau von Maschinen und Anlagen erhöht die Verfügbarkeit und erleichtert den Installations- und Prüfaufwand, denn Maschinen und Anlagen werden aus Segmenten zusammengestellt, getestet und anschließend zum Einsatzort verschickt.

Mit den Steckverbindern aus den Heavycon-Baureihen steht derzeit für jede Gehäusegröße ein Kontakteinsatz mit Push-In-Anschluss zur Verfügung. Die Installation erfolgt ohne Spezialwerkzeug, die Verbindung ist vibrationssicher ausgelegt und wartungsfrei.

* Dipl.-Ing. Thomas Wolting arbeitet im Product Marketing Industrial Field Connectivity bei Phoenix Contact in Blomberg.

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