Bequemer stecken Push-in-Reihenklemmen für modulare Maschinenkonzepte

Maßgeblich für die strategischen Entscheidungen von Maschinenbauern sind Fertigungsanforderungen der Kunden. »Lean Product Design« - dieser Begriff beschreibt diesen Trend. Der Markt entwickelt sich quasi zurück von vollautomatisierten Komplett-Fertigungssystemen hin zu kleineren Fertigungszellen mit standardisierten Funktionsbausteinen. Reihenklemmen in Push-in-Technik machen die Anlagen dabei wirtschaftlicher und flexibler.

Lean-Product-Design impliziert aber keinesfalls schlechtere Qualität oder geringere Verfügbarkeit - der Begriff umschreibt die Standardisierung vordefinierter Funktionsbausteine nach Kundenwunsch. Die Fertigungskonzepte sehen vor, dass die Anlagen schlank, kostengünstig und individuell konfiguriert werden können. Auch die Komponentenhersteller stellen sich diesem Trend. So bietet Phoenix Contact für die klassische Reihenklemmen-Verdrahtung umfangreiche Anschlusssysteme, bei deren Entwicklung Flexibilität, Wirtschaftlichkeit und Handhabung im Vordergrund stehen.

Auf dem Weltmarkt dominiert zwar noch die bewährte Schraubanschlusstechnik. Inzwischen haben sich aber auch Federanschlusstechniken etabliert, und sie liegen im Trend. Reihenklemmen mit Push-in-Technik arbeiten nach dem Druckfederprinzip: Das Federelement drückt den Leiter gegen die stromführende Kupferschiene und erzielt somit die elektrische Verbindung. Den größten Nutzen hat der Installateur.

Ein Bedienwerkzeug ist bei der Verdrahtung nicht erforderlich, denn ein vorkonfektionierter oder starrer Leiter wird direkt - also werkzeuglos - in die Klemmstelle geführt. Nun sind starre oder eindrähtige Leiter zwar in der Gebäudetechnik Standard, nicht aber im Maschinenbau. Was bislang nur mit ausreichend dimensionierten starren Leitern gelang, erfolgt nun auch mit dünnen Sensorleitungen.

Push-in-Reihenklemmen mit mehr Komfort

Die Push-in-Reihenklemmen von Phoenix Contact sind ein Baustein des Reihenklemmen-Programms »Clipline complete« (Bild 1).

Sie bieten laut Hersteller deutlich mehr Komfort, denn das neuartige Klemmprinzip erfordert um 50 Prozent geringere Einsteckkräfte.

So lassen sich bereits Leitungsquerschnitte ab 0,25 mm2 werkzeuglos verdrahten.

Die werkzeuglose Verdrahtung ist besonders dort vorteilhaft, wo Platzverhältnisse beengt und die Verdrahtungsräume schwer zugänglich sind.

Der Elektroinstallateur am Ende der Prozesskette kann sogar einhändig arbeiten: Leiter greifen und einstecken - schon ist die Verbindung hergestellt.

Diese einfache Handhabung reduziert nicht nur die Verdrahtungszeiten, die hohe Ergonomie beugt zudem Ermüdungserscheinungen bei der Arbeit vor (Bild 2). Die hohe Zahl an herstellerspezifischen Anschlusstechniken bei Klemmen, Relais und Steuerungen aller Art erschwert den Alltag der Installateure. Die Positionierung von Leiter und Bedienwerkzeug in der Komponente ist nicht standardisiert. Dies führt in der Praxis oft zu Fehlverdrahtungen, was wiederum zum Ausfall einer Anlage führt oder gar Leib und Leben gefährdet. So sind die Push-in-Reihenklemmen von Phoenix Contact durch einen markanten signalfarbenen Betätigungsdrücker eindeutig identifiziert. Bedienung und Leitereinführung sind optisch und physikalisch getrennt, eine Fehlpositionierung des Leiters soll dadurch ausgeschlossen werden.

Faktor Sicherheit

Vorteilhaft für die Sicherheit ist auch die vollisolierte Bedienung. Arbeiten unter Spannung widerspricht zwar den Normen und Unfallverhütungsvorschriften, kommt in der Praxis aber dennoch vor. Mess- und Prüfvorgänge oder Umverdrahtungen während des laufenden Betriebs sind keine Seltenheit. Bei der Push-in-Technik sorgt der Betätigungsdrücker für einen sicheren Berührschutz, und er trennt die innenliegenden Kontaktelemente zuverlässig über den Isolierstoff. Spannungsführende Teile können also erst gar nicht berührt werden.

Eine Schlüsselrolle bei der Anlagenverdrahtung spielt die Signal- und Steuerungsverdrahtung im unteren Leistungsbereich. Maschinenfunktionen werden immer komplexer, und für die zunehmende Signaldichte wird der Raum immer enger. Speziell für dieses Applikationsfeld wurde - als Ergänzung zur bestehenden Produktgruppe - eine Reihenklemmenfamilie in 3,5 mm Teilungsbreite mit Push-in-Technik entwickelt. Diese Reihenklemmen eignen sich besonders für Steuerstromkreise sowie Sensorik und Aktorik.

In der Praxis wird im unteren Leistungsbereich üblicherweise mit Leiterquerschnitten von 0,14 mm2 bis 1,5mm2 verdrahtet. Markt-übliche Reihenklemmen im Standardraster 5mm oder gar 6mm sind für dieses Applikationsfeld hinsichtlich ihrer Leistungsdaten oft überdimensioniert. Der Installateur gewinnt durch die schmale Bauform viel Platz im Schaltschrank.

Maschinenrichtlinie berücksichtigt

Wie eingangs beschrieben, erfordert die Konfiguration schlanker Fertigungssysteme aus standardisierten Funktionsbausteinen einen modularen Aufbau von Baugruppen. Bei der elektrischen Installation zeigen steckbare elektrische Lösungen deutliche Vorteile bei Inbetriebnahme, Service und Transport einzelner Anlagenmodule. So lassen sich Grundklemmen und Steckverbinder aus der Baureihe »Push-in-Combi« individuell kombinieren. Die benötigte Polzahl wird exakt auf die Applikation zugeschnitten, und die Pole werden vertauschungssicher codiert.

Die hohen Sicherheitsanforderungen für Steckverbinder entsprechend der Maschinenrichtlinie nach IEC 60204-1 wurden berücksichtigt, denn beim Steckvorgang wird der Schutzleiter voreilend kontaktiert. Stecker und Grundklemme sind fingerberührgeschützt nach BGV A2 ausgeführt.

Planung per Software

Push-in-Reihenklemmen gibt es für Querschnittsbereiche von 0,14mm2 bis 16mm2. Je nach Applikation kann zwischen unterschiedlichen Gehäuseformen gewählt werden. Der Unterschied liegt im Bedienwinkel der Klemme. Je nach Applikation wählt der Anwender einen horizontalen oder geneigten Verdrahtungswinkel. So lässt sich der Leiter besser führen und handhaben. Die Technik ist bei allen Varianten gleich, und sie sind alle kompatibel.

Bei der Planung einer optimalen elektrischen Lösung sind entsprechende Softwarepakete hilfreich. Die Projektierungssoftware »Clip Project« von Phoenix Contact ermöglicht eine rasche Produktauswahl sowie eine Bestellung kompletter Klemmenleisten per Mausklick. Die Auswahl orientiert sich automatisch an den technischen Anforderungen wie Anschlussart, Stromtragfähigkeit, Funktionalität oder Zulassung der Komponente für bestimmte Märkte.

Clip-Project besitzt Schnittstellen zu den gängigen Elektro-Engineering-Tools wie »Eplan P8«, zu allen gängigen CAD-Programmen sowie zu Office-Anwendungen. Außerdem werden die prozessbegleitenden Drucksysteme über Clip-Project gespeist. Ein Grafik-Viewer dokumentiert den Projektierungsstatus in 3D. Und die Autokorrekturfunktion prüft auf Vollständigkeit und ergänzt die Klemmenleiste mit dem erforderlichen Zubehör (Bild 3).

Über den  Autor:

Gordon Busch arbeitet im Produktmarketing Industrielle Verbindungstechnik bei Phoenix Contact.

Zur SPS/IPC/Drives 2011 vorgestellte Push-in-Reihenklemmen mit neuen Funktionen    
Umfangreiches Produktspektrum für den Leiteranschluss von 0,14 mm2 bis 16 mm2 - hoher Bedienkomfort und vollisolierte Bedienung bei allen Querschnittsbereichen.   
Klassischer Frontanschluss oder ergonomisch abgewinkelt - für klassische Frontverdrahtung oder abgewinkelte Leiterführung je nach Applikation.
Alle Varianten - Standard-Durchgangsklemmen, Mehrleiter und Mehrstockklemmen - sind auch als steckbare Reihenklemmen verfügbar.
Push-in-Reihenklemmen sind für alle Märkte und Applikationen approbiert: Zulassungen für den US-Markt nach UL/SCCR, CSA liegen vor; Komponenten für explosionsgefährdete Bereiche sind nach IEC-Ex approbiert.