+++ ETZ News-Ticker +++

Video-Tipp der Redaktion

Siemens: MIMO-Technologie

» Zum Video über die IWLAN-Technologie

etz - Printausgabe bestellen

Sie hätten die etz Elektrotechnik + Automation gerne als Printausgabe? – Bestellen Sie Ihr Abo, einzelne Hefte oder ein Probeexemplar einfach online.

» zum etz-Shop

Die meistgenannten Begriffe

News-Service

Bleiben Sie stets auf dem Laufenden:

	Twitter
	XING
	Facebook
	Google+

Fachbücher

Lernen Sie unser Buchprogramm kennen:

» Automatisierungstechnik
» Elektrische Energietechnik
» Antriebstechnik
» Allgemeine Elektrotechnik
» Elektronik
» Mess- und Prüftechnik
» Photovoltaik

Schwere Industriesteckverbinder müssen nicht nur extremen Umweltbedingungen trotzen, sondern auch Planern, Einkäufern, Elektromonteuren und Anlagenbetreibern einen Mehrwert bieten. Dabei sind sie gleichermaßen bezüglich der Anschaffungskosten als auch der Anschlusskosten dem Wettbewerb ausgesetzt.

Wo noch vor Jahren feste Verdrahtungen die Regel waren, zum Beispiel in exponierten Anlagenteilen der chemischen Industrie, Freiluftschaltanlagen, Windenergie- und Offshore-Anlagen, kommen heute vermehrt Lösungen mit Steckverbindern zum Einsatz. Dabei sind schwere Industriesteckverbinder im rauen Terrain oft widrigen Bedingungen ausgesetzt: extreme Temperaturen, Temperatursprünge, hohe Luftfeuchtigkeit, Salznebel, elektromagnetische Störfelder, Schock-, Vibrations- und mechanische Belastungen. Viele Anwender suchen daher robuste Steckverbinder mit hohem Schutzgrad, die wirtschaftlich und flexibel sind (Bild 1).
In puncto Wirtschaftlichkeit kommt es auf die Kosten des Gesamtsystems an. Hier spielen zudem die Kosten für Planung- und Dokumentation sowie für die Konfektionierung der Steckverbinder eine Rolle.

Die richtige Anschlusstechnik für die jeweilige Anwendung
Weil Arbeitszeit kostbar ist, müssen bei einem frei konfektionierbaren Steckverbinder die Einzelteile einfach, schnell und fehlerfrei zusammengesetzt und mit einer oft hochpoligen Leitung verbunden werden. Wichtig ist die Auswahl der Anschlusstechnik, die zur Anwendung passen muss. Dazu gilt es Fragen zu beantworten, wie soll der Steckverbinder in der Werkstatt an die Leitung angeschlossen werden, gibt es dort eine Crimp-Maschine mit Abisoliereinheit, oder soll die Konfektionierung vor Ort erfolgen?
Hier kommt es auf die Anschluss-Werkzeuge an. Denn nicht jeder Werkzeugkoffer enthält eine Crimp-Zange, wohl aber einen Schraubendreher.

Schnelle Anschlusstechniken
Verschiedene Anschlusstechniken beanspruchen zudem unterschiedliche Anschlusszeiten. Neben gängigen Techniken, wie Crimp-, Schraub- und Zugfeder, treten zunehmend die schnelleren Schneidklemm- und Push-in-Techniken auf den Plan. Bei der Schneidklemme wird der Leiter nicht abisoliert. Man steckt die Ader in die markierte Einführung, und ein Schwenk mit dem Schraubendreher stellt die Verbindung her. Bei der Schneidklemm-Technik wird die Aderisolation mittels Kontaktschenkel durchtrennt. Die Aderlitzen werden so fest geklemmt, dass Schadgase die Verbindung nicht beeinträchtigen. Man spricht auch von einem gasdichten Kontakt (Bild 2).

Im Vergleich zur Schraubtechnik erübrigen sich hier das Abisolieren, das Aufbringen einer Aderendhülse und das Festziehen der Anschlussschraube. Die bei der Schraubklemme möglichen Fehler sind bei der Schneidklemme ausgeschlossen. Dazu zählen die Auswahl einer zu großen Aderendhülse, ein zu geringes Anschlussdrehmoment oder das Abspleißen einiger Litzendrähte. Die Kontaktkräfte der Schneidklemme sind bedienerunabhängig. Außerdem ist die Schneidklemme auch bei extremer Vibrations-und Schockbelastung zuverlässig.
Bei der Push-in-Technik wird ein starrer oder ein mit einer Aderendhülse versehener Leiter ohne Werkzeug in eine Klemmstelle geschoben. Der blanke Leiter wird beim Einführen an einer Feder vorbei geführt. Die Feder drückt den Leiter gegen eine Stromschiene, und der Kontakt ist hergestellt. Ein Schraubendreher wird nur benötigt, wenn der bereits angeschlossene Leiter, etwa beim Ändern der Verdrahtung, wieder gelöst wird (Bild 3).

Kodierung mit Kunststoff-Profilen
Im Fall, dass gleiche Steckverbindungen, die nebeneinander angeordnet sind, gegen Vertauschen geschützt werden sollen, wird der Steckverbinder kodiert. Bei der klassischen Methode werden die Befestigungsschrauben der Kontakteinsätze gegen Kodierbuchsen, -stifte oder -bolzen getauscht. Effizienter sind Kontakteinsätze mit Kodierungsnuten, in die Kodierungskeile aus Kunststoff eingeschoben werden. Das Herausdrehen der Befestigungsschrauben sowie das Einschrauben der Kodierbolzen entfällt.
Passivierte verzinkte Verriegelungsbügel können knapp 100 h ohne Rotrost im Salzsprühtest bestehen. Eine zusätzliche Unternickelung schützt sogar für circa 1 000 h. Aber auch ein passivierter unternickelter und galvanisch verzinkter Stahlbügel ist einem Edelstahlbügel unterlegen. Daher haben schwere Steckverbinder, wie sie bei extremen Schadgasbelastungen genutzt werden, eine Edelstahl-Verriegelung. Beim Stecksystem Duplicon sowie bei den Gehäusen der Reihe Heavycon Advance von Phoenix Contact ist das der Fall.

Spezialaluminium in hoher Schutzart
Extreme Umwelteinflüsse, wie sie in Küstennähe, in Hallenbädern, Bahnhöfen oder in Tunneln vorherrschen, erfordern eine besondere Vorsorge. Eine hohe relative Luftfeuchtigkeit sowie sogenannte Startersalze, wie Chloride, können bei pulverlackierten Gehäusen eine Filiform-Korrosion bewirken. Diese schädigt die Komponente zwar nicht funktional, lässt sie aber unschön aussehen. Da liegt es nahe, auf eine Pulverlackierung des Steckverbindergehäuses zu verzichten und eine hochwertige korrosionsbeständige Aluminiumlegierung zu verwenden, wie sie etwa im Motorraum von Kraftfahrzeugen zu finden ist. Bei den Gehäusen der Produktreihen Heavycon Advance für Offshore-Anwendungen sowie Duplicon wird zugunsten einer robusten Alu-Speziallegierung auf eine Pulverlackierung verzichtet.

Viele schwere Steckverbindungen genügen der Schutzklasse IP65. Dies ist aber nicht für alle Einsatzfälle ausreichend. Bei Härtefällen, zum Beispiel Windenergieanlagen im Offshore-Bereich, wird die Schutzart IP67 oder IP69K verlangt. Modifizierte intelligente Dichtungskonzepte machen die Komponenten auch für diese Schutzarten geeignet. Exponierte Steckverbinderteile, wie Verriegelungsbügel, müssen leicht und schnell gewechselt werden. So halten auch stabile Metallbügel nicht jeder Belastung stand. Die Gehäusefamilie Heavycon Advance verfügt über eine einfache, aber robuste Schraub- oder Bajonett-Verriegelung. Der sonst übliche Verriegelungsbügel fehlt (Bild 4).

Klassische schwere Steckverbindungen bestehen meist aus zwei Teilen: dem Anbau- und dem Tüllengehäuse. Bei Heavycon Advance ist das Steckverbindergehäuse einteilig. Auf das Anbaugehäuse wurde verzichtet, da die Tüllen direkt auf der Schaltschrankwand abdichten. Durch den Wegfall des Anbaugehäuses dämpft das Gehäuse mit Werten über 55 dB. Auch hohe elektromagnetische Störfelder können die so geschützten Signale nicht beeinträchtigen.

Stapelbarer Steckverbinder
Gelegentlich werden Anlagen erweitert oder umgerüstet, was oftmals einen hohen Planungs- und Umrüstaufwand mit sich bringt. Schon zwei nachträglich installierte Antriebe mit Spannung zu versorgen, erfordert viel Zeit bei der Planung und Umrüstung. Auch dabei unterstützt ein geeignetes Steckverbinderkonzept. Mit dem stapelbaren Verteilungsstecker Duplicon in Schutzart IP67 werden Antriebe ohne großen Planungs- und Umrüstaufwand mit Energie versorgt. Zusätzlich benötigte Leistungs-Abgangsstecker werden oben auf den Verteiler gesteckt. Mit dem Stapel-Steckverbinder können Energieverteiler mit bis zu sieben Polen aufgebaut werden. Damit ist jede Leitungs-Abgangsrichtung möglich. Außerdem hat der Steckverbinder austauschbare Edelstahlbügel. Auch ein Steckverbinder mit fünf Stapeln ist stabil in jeder Achse, da die Konstruktion auf einem quadratischen Grundriss basiert (Bild 5).

Der Beitrag als pdf