Kabelkonfektion Schwere Steckverbinder werkzeuglos konfektionieren

Von Roberto Gilardoni*

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Bei der Konfektionierung von Kabelbäumen und im Schaltschrankbau beeinflussen die manuellen Arbeitsschritte die Kosten stark. Eine komplett schraubenlose Konfektion ist jetzt mithilfe von Kontakteinsätzen mit Direktmontage möglich.

Schraubenlos montiert: Kontakteinsätze mit Click-in-Technik sparen Zeit beim Konfektionieren von Schweren Steckverbindern im Schaltschrank.
Schraubenlos montiert: Kontakteinsätze mit Click-in-Technik sparen Zeit beim Konfektionieren von Schweren Steckverbindern im Schaltschrank.
(Bild: Phoenix Contact )

Die weltweite Nachfrage nach Indus­triesteckverbindern steigt seit mehreren Jahren rapide an, denn die Anforderungen an die Vernetzung industrieller Anlagen haben sich verändert.

Zusätzlich zu den bereits etablierten Trends der Modularisierung und Dezentralisierung aus dem Maschinen- und Anlagenbau werden steckbare Schnittstellen für die datenseitige Vernetzung gemäß Industrie 4.0 immer wichtiger.

In jüngster Zeit bezieht diese Vernetzung zunehmend auch Anwendungen aus Infrastruktur sowie Energieversorgung und -speicherung mit ein, weil in der Vision einer „All Electric Society“ die Sektorenkopplung die Grundlage für eine smarte Nutzung und Verteilung der elektrischen Energie bildet.

Bei sehr großen ortsfesten Infrastrukturanlagen erfolgt die Verdrahtung und Kabelkonfektion meist in der Nähe der Anlage, weil ein Versand der Anlage nicht möglich ist oder zu hohe Kosten verursachen würde. Auch bei Maschinen in kleinen Stückzahlen und hoher Variantenvielzahl ist ein Outsourcing oft nicht wirtschaftlich.

Dies hat zur Folge, dass Verdrahtungs- und Konfektionsarbeiten auch in Ländern mit hohem Lohnniveau erfolgen und der Einsatz von zeitsparender Technik, wie zum Beispiel der Schnellanschlusstechnik, wirtschaftlich ist.

In den letzten zehn Jahren können sich die Anwender von schweren Steckverbindern über ein stetig wachsendes Sortiment an Kontakteinsätzen mit Schnellanschlusstechnik freuen. Führende Anbieter vermarkten diese unter Bezeichnungen wie Push-in, Squich, ES Press, Quick Lock oder Snap In.

Solche Kontakteinsätze bieten zwar einen schnellen und oft werkzeuglosen Leiter­anschluss, jedoch müssen Anwender beim Anschließen des Schutzleiters und bei der Montage des Kontakteinsatzes in das Steckverbindergehäuse immer noch schrauben.

Click-in: Einfach einstecken und automatisch einrasten

Bild 1: Leiter mit Aderendhülse werden durch direktes Stecken in Sekundenschnelle angeschlossen. Erstmalig ist dies auch für den Schutzleiter möglich.
Bild 1: Leiter mit Aderendhülse werden durch direktes Stecken in Sekundenschnelle angeschlossen. Erstmalig ist dies auch für den Schutzleiter möglich.
(Bild: Phoenix Contact )

Die neue Click-in-Technik ermöglicht hier eine komplett schraubenlose Konfektion Schwerer Steckverbinder von der Verdrahtung bis zur Montage (Bilder 1 und 2). Die Click-in-Kontakteinsätze Heavycon lassen sich durch simples Einstecken und automatisches Einrasten in das Gehäuse werkzeuglos montieren.

Verglichen mit allen bisher am Markt verfügbaren Kontakteinsätzen, die mit vier Schrauben im Gehäuse befestigt werden, ergibt sich eine Zeitersparnis von mindestens einer Minute pro Kontakteinsatz.

Bild 2: Der Kontakteinsatz wird durch leichtes 
Eindrücken im Gehäuse verrastet.
Bild 2: Der Kontakteinsatz wird durch leichtes 
Eindrücken im Gehäuse verrastet.
(Bild: Phoenix Contact )

Neuerdings erfolgt zusätzlich auch der Anschluss des Schutzleiters durch die Push-in-Direktstecktechnik. Aufgrund der durchgängigen Schnellanschlusstechnik beim Leiteranschluss fällt der Zeitvorteil im Vergleich zu Kontakteinsätzen mit Schraubanschluss um ein Vielfaches höher aus.

Abgesehen vom reinen Zeitvorteil bietet die Click-in-Technik verbesserte Optionen für die Automatisierung im Schaltschrankbau. Sowohl die Montage der Click-in-Kontakteinsätze an der Schaltschrankwand als auch die Verdrahtung mit Push-in-Technik kann ein einarmiger Roboter durchführen.

Wer entsprechende schnellanschlussfähige Komponenten innerhalb des Schaltschrankes verwendet kann eine automatisierte Verdrahtung innerhalb des Schaltschrankes für alle Pole und Schutzleiter realisieren.

So funktioniert die Click-in-Verrastung

Bild 3: Detail des Click-in-Verrastungsmechanismus, dargestellt im Eingriff in ein Gehäuse der Serie Heavycon Evo.
Bild 3: Detail des Click-in-Verrastungsmechanismus, dargestellt im Eingriff in ein Gehäuse der Serie Heavycon Evo.
(Bild: Phoenix Contact )

Die kraftschlüssige Verbindung des Kontakteinsatzes mit dem Steckverbindergehäuse basiert auf einem keilförmigen federgeführten Verriegelungselement, das in einen Hinterschnitt der Gehäusewand eingreift (Bild 3).

Dieser Hinterschnitt ist in allen Gehäusen der B-Serie Heavycon Evo und Heavycon Sta bereits seit Jahren vorhanden. Damit können Anwender die Click-in-Kontakteinsätze auch in bereits vorhandene Gehäuse einbauen. Zur Montage wird der Kontakteinsatz in das Steckverbindergehäuse eingedrückt bis die beiden Verriegelungselemente sichtbar und hörbar im Gehäuse verrasten.

Die vibrationssichere Übertragung des Schutzleiters von einer Seite des Kontakteinsatzes auf die andere Seite wird durch ein federndes Erdungsblech sichergestellt, welches kraftschlüssig mit dem Gehäuse verbunden ist.

Im Fall von metallischen Steckverbindergehäusen brückt das Gehäuse den Schutzleiter auf beiden Seiten des Kontakteinsatzes. Im Fall von Kunststoffgehäusen der Serie Heavycon Evo übernimmt dies die im Gehäuse integrierte PE-Brücke.

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Um einen Click-in-Kontakteinsatz aus dem Gehäuse zu demontieren, werden die Verriegelungselemente mit einem Schraubendreher lediglich aufgeschwenkt. Die federnden Erdungsbleche erleichtern dann die Entnahme des Kontakteinsatzes.

Konfektionierung auf der Kabelseite

Auf der Kabelseite beginnt die werkzeuglose Konfektionierung eines Kabelbaumes mit der Verdrahtung des Kontakteinsatzes. Mit Aderendhülsen versehene flexible Leiter lassen sich federleicht von der Anschlussseite in den Kontakteinsatz stecken.

Die Push-in-Anschlusstechnik stellt eine zuverlässige, gasdichte Verbindung mit dem Leiter her, die Dank der Schenkelfeder sehr schock- und vibrationssicher ist. Der Einbau in das Heavycon-Tüllengehäuse erfolgt sekundenschnell durch Verrastung der Click-in-Elemente.

Bei der Kombination mit der Gehäuseserie Heavycon Evo ist auch am Kabelabgang kein Schrauben notwendig. Der Kabelabgang wird bei diesen Tüllengehäusen wahlweise in gerader oder seitlicher Richtung mittels Bajonettverriegelung montiert.

Die Verdrahtung des Kontakteinsatzes an der Schaltschrankwand einschließlich Schutzleiter-Anbindung erfolgt entweder vor oder nach der Montage im Anbaugehäuse. Sowohl die Montage des Kontakteinsatzes im Anbaugehäuse als auch die Verdrahtung mit Push-in-Anschluss erfolgt werkzeuglos und lässt sich bei Bedarf gut automatisieren.

Seit dem Jahr 2022 bietet Phoenix Contact Kontakteinsätze mit Click-in-Technik für die B-Serie in 6-, 10-, 16- oder 24-poliger Ausführung an. Eine zukünftige Adaption dieser Technik auf andere Steckgesichter ist möglich.

Fazit: Die neuen Kontakteinsätze mit Click-in-Montage und Push-in-Anschlusstechnik sparen signifikant Zeit beim Konfektionieren von Kabelbäumen und Schaltschrankschnittstellen mit Schweren Steckverbindern. Durch diesen Zeitvorteil sind Konfektionierung und Verdrahtung komplexer Anlagen an jedem Ort selbst bei kleinen Stückzahlen und hoher Varianz wirtschaftlich.

* Dipl.-Ing.(FH) Roberto Gilardoni arbeitet im Produktmarketing Schwere Steckverbinder bei Phoenix Contact in Blomberg.

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