Relais für die Koppelebene Kompakt und zuverlässig

Bild 1. Die neue Termseries ist bis ins Detail durchdacht, in ihr wurden die Forderungen aus der Praxis konsequent umgesetzt.
Bild 1. Die neue Termseries ist bis ins Detail durchdacht, in ihr wurden die Forderungen aus der Praxis konsequent umgesetzt.

Hohe Packungsdichte, einfaches Handling, professionelle Anschlusstechnik und eine umfassende Betriebsmittelkennzeichnung lauten zentrale Forderungen an die Koppelebene. Die Relaiskoppler Termseries aus dem Universalprogramm von Klippon Relay sind genau dafür ausgelegt.

Hohe Packungsdichte zur Gehäuse- und Schaltschrankoptimierung, einfaches Handling, professionelle Anschlusstechnik und eine umfassende Betriebsmittelkennzeichnung – allesamt Forderungen an eine zukunftsweisende Koppelebene. Die Termseries-Relaiskoppler aus dem Universalprogramm von Klippon Relay erfüllen diese Anforderungen (Bild 1). Mit einer Baubreite von nur 6,4 mm bzw. 12,8 mm benötigen die äußerst schmal bauenden Relaiskoppler und Solid-State-Relais nur wenig Platz auf der Tragschiene. Die beliebig kombinierbaren Relaiskoppler und Solid-State-Relais schalten zuverlässig Lasten bis 16 A bei 250 V AC. Wahlweise stehen die Module mit Festspannungseingängen oder mit einem optimierten Multispannungseingang zur Verfügung. Mit dem Multispannungseingang lassen sich Signale von 24 bis 230 V AC/DC mit nur einer Modulvariante verarbeiten. Das spart Lagerhaltungsaufwand und gestattet den Aufbau universeller Koppelebenen zum Feld. Der Anwender hat die Wahl bei der Anschlusstechnik. Denn aktuell werden die Anschlusssockel der Termseries neben dem Schraubanschluss auch mit der Push-In-Anschlusstechnik ausgerüstet. Das hochwertige Gehäuse besitzt eine deutlich lesbare Bedruckung, sowie eine Farbkodierung für unterschiedliche Spannungsarten.

Mit über 300 Varianten ist die Termseries in allen Industriebranchen und Anwendungen zu Hause. Die Konturengleichheit aller Relaiskoppler und Solid-State-Relais ermöglicht die universelle Querverbindung – auch über Trennwände hinweg, selbst Schraub- und Push-In-Varianten lassen sich querverbinden. Eine LED dient als Statusanzeige, sie illuminiert den kompletten Auswerfer großflächig (Bild 2). Der Auswerfer-Hebel sorgt für die sichere Entnahme des Schaltelements. Zusätzlich zur Termseries bietet die Klippon-Relay-Familie ein Applikationsprogramm mit maßgeschneiderten Relais für verschiedene Anwendungsfelder. Weidmüller liefert seine Relaiskoppler und Solid-State-Relais fertig montiert und funktionsgeprüft.

Weidmüller bietet mit Termseries besonders platzsparende Relaiskoppler und Solid-State-Relais mit Ein- und Zweiwechslerkontakten an. Dank der kompakten Baubreite von 6,4 mm sind die Module platzsparend und erlauben auch die Planung und Realisierung von kleineren Schaltschränken. Auch Module mit doppelter Baubreite, also 12,8 mm, sind konturengleich konstruiert. Die beliebig kombinierbaren Relaiskoppler und Solid-State-Relais schalten zuverlässig Lasten bis 16 A bei 250 V AC. Für das Schalten kleiner Lasten stehen zudem Relaiskoppler mit Goldkontakten zur Verfügung.

Neuer Anschluss-Sockel mit Push-In-Anschlusstechnik

Für eine noch bessere und einfachere Verdrahtung hat Weidmüller die Termseries um ein Anschlussmodul in Push-In-Technik erweitert. Mit dem Push-In-Anschluss lassen sich alle Leitertypen schnell und sicher anschließen. Die eindeutige Kennzeichnung des Anschlusses erfolgt über farbige Pusher (Bild 3). Der integrierte Prüfabgriff auf jeder Ebene erlaubt eine schnelle, unkomplizierte Prüfung mit Standardprüfsteckern und vereinfacht die Wartung und Fehlersuche im laufenden Betrieb (Bild 4).

Im Februar 2020 ist das Elektrotechnikunternehmen Weidmüller mit dem German Design Award ausgezeichnet worden. Der Rat für Formgebung verlieh den Preis für den Relaiskoppler Termseries Push-In in der Kategorie »Excellent Product Design Industry« (Bild 5). »Der German Design Award hat für uns eine besondere Bedeutung – er zeigt, dass wir unsere Produkte stets innovativ und kundenorientiert gestalten«, betonte Thomas Peter, Leiter der Business Unit Digital Signaling & Protection bei Weidmüller.

Aber nicht nur die Anschlusstechnik überzeugt, sondern auch die Konturengleichheit der Module. Bei der Wartung profitieren Anwender schließlich davon, dass die steckbaren Relais und SSRs im Bedarfsfall einfach getauscht oder ersetzt werden können – ohne zeitaufwendige Demontage der Verdrahtung.

Festspannungseingang oder Multispannungseingang

Je nach Anforderung können Anwender Module mit Festspannungseingängen oder mit einem Multispannungseingang wählen. Beim Multispannungseingang werden in nur einer Variante Signale von 24 bis 230 V AC und DC verarbeitet. Der Multispannungseingang erweist sich bei vielen Applikationen als vorteilhaft. Beispielweise sollen Sensoren aus dem Feld entkoppelt werden, dabei liegen diese Signale mit verschiedenen Spannungen vor. Das gleiche gilt beim Retrofit etwa in der Prozessindustrie – hier kommen unterschiedliche Signale aus dem Feld, die es zu trennen gilt. Klassischerweise werden Relais mit Festspannungseingängen im Schaltschrank verbaut. Der Schaltschrank wird geprüft und komplett ins Feld geliefert. Dadurch steht lediglich eine Spannung zur Verfügung. Muss die Koppelebene dort angepasst werden, bedingt das den zeit- und kostenträchtigen Umbau auf der Baustelle. Bislang sind dafür mehrere Relaiskoppler notwendig – bei der Weidmüller-Lösung bedarf es, dank des Multispannungseingangs, nur eines Relaiskopplers. Auch der Maschinenbau verarbeitet in Produktionsstraßen Signale mit unterschiedlichen Spannungen: Mit dem Multispannungseingang reduziert sich auch hier der Installations-, der Service- und der Wartungsaufwand.

Eine Statusanzeige via LED illuminiert großflächig den Auswerfer. Anwender identifizieren so problemlos den Signalstatus – selbst bei schwer einsehbaren Einbauverhältnissen. Über den Auswurfhebel lassen sich die Relais bzw. Solid-State-Module einfach entnehmen und ersetzen. Beim erneuten Einstecken garantiert ein gut hörbarer »Klick« das sichere Einrasten. Bei den Modulen sind alle Kanten montagefreundlich abgerundet, das vereinfacht die Installation vieler Module.

Universeller Anschluss-Sockel

In der Termseries-Familie nutzen Relais und Halbleiterrelais den gleichen Sockel und können sicher untereinander ausgetauscht werden. Zusätzlich sind die Relaissockel im Eingang mit internen Schaltkreisen ausgestattet, die die Steuerspannung an die Spulenspannung des angeschlossenen Relais anpassen. Dabei ist darauf zu achten, dass die Nennspannungen der Sockel und des steckbaren Relais kompatibel sind. Steuerspannung und Spulenspannung sind nicht immer identisch. Aus diesem Grund wird die Spulenspannung auf die Relaisbuchsen gedruckt. Der Vorteil ist die Sichtbarkeit der Spulenspannung für das Ersatzrelais im eingebauten Zustand des Relaissockels.

RC-Filter lösen Leckstrom-Problematik

Beim Betrieb von Relais können verschiedene Probleme auftreten, die zum Beispiel durch elektromagnetische Störungen verursacht werden, ein Phänomen, das oft bei längeren Leitungen auftritt. Störungen können dabei durch benachbarte Stromleitungen für den Betrieb von Motoren, Startern oder Schaltanlagen verursacht werden. Die elektromagnetische Einkopplung wirkt sich auf die Steuerleitung der Relais aus. Dies kann zu einer Fehlfunktion des Relais führen, da die induzierte Spannung höher ist als die Abfallspannung des Relais (>20 % Nennsteuerspannung) und das angezogene Relais dann nicht abschaltet. Problematisch könnte auch die Halbleiterausgangskarte einer SPS sein, bei der der Leckstrom höher ausfallen könnte als der Rückfallstrom des Relais. Dies kann dazu führen, dass angezogene Relais nicht abfallen. Weidmüller löst diese Problematik mit einem RC-Filter parallel zur Spule. Damit werden Fehler durch längere Leitungen und Leckströme vermieden. Der RC-Stromkreis filtert Störspannungen an der Steuerleitung aus, damit das Relais sicher abschalten kann.

Installationsfreundlichkeit

Besonderen Wert bei der Entwicklung der Termseries legten die Entwickler auf die Installationsfreundlichkeit. Das zeigt sich an den großzügigen Markierungsfeldern, die eine eindeutige Beschriftung ermöglichen. Die doppelseitige Bedruckung der Anschlüsse sorgt für gute Lesbarkeit in verschieden Einbaulagen. Farbige Kodierungen der jeweiligen Steuerspannung im Kopfbereich der Module reduzieren Verdrahtungsfehler: Blau steht für DC, rot für AC, weiß für UC (AC/DC).

Die in Orange ausgeführten Trennwände separieren Baugruppen galvanisch oder dienen der Gruppenbildung. Die Trennwand vergrößerte die Luft- und Kriechstrecken für eine Isolationsspannung von bis zu 600 V. Alle Trennwände lassen sich zur Gruppenkennzeichnung mit umfangreichen Markierungen versehen. Zwei Platten nebeneinander bieten die Möglichkeit großflächiger zu markieren. Perforierte Lücken in der Trennwand können leicht mit den Fingern oder einem Werkzeug herausgebrochen werden. Das schafft Platz für die Querverbindungen, die dadurch auch über die Trennwand hinweg montiert werden können.

Auch die steckbaren, vibrationssicheren Querverbindungen – Termseries Cross-Connection – sind bis ins Detail durchdacht und bieten Flexibilität (Bild 6). Passgenau querverbinden lassen sich Relaiskoppler und Solid-State-Relais-Varianten durch variable Polzahlen. Das individuell kürzbare Streifenmaterial mit 51 Polen für 6 mm Baubreite bzw. 26 Polen für 12,8 mm Baubreite reduziert den entstehenden Verschnitt erheblich. Das besonders einfache Kürzen der Querverbindungen auf die notwendige Länge wird über entsprechende Einkerbungen zwischen den Polen erleichtert. Es lassen sich maximal 32 Pole stecken. Durch einen zusätzlichen Steg in der Feder werden ungewollte Deformierungen im Montageprozess vermieden. Zur besseren Übersichtlichkeit sind die Termseries Cross-Connection in den Farben Orange, Blau, Rot und Schwarz verfügbar. Alle fünf Anschlussebenen der Termseries-Module können unabhängig von der jeweiligen Produktvariante individuell querverbunden werden, was die Verdrahtungszeit deutlich reduziert.

Schalten industrieller Lasten

Industrielle Lasten haben in der Regel einen kapazitiven bzw. induktiven Anteil. Dieser reduziert wegen des entstehenden Einschalt- bzw. Abschaltfunkens die Lebensdauer der Relaiskontakte. Nicht so bei den speziellen Varianten der Termseries. Diese bestückt Weidmüller mit Relais, deren Kontaktanordnung und Kontaktmaterial eigens für industrielle Lasten ausgelegt sind: Ob im Schaltschrank-, Maschinen- und Anlagenbau, bei Windenergie, Robotertechnik sowie Marine, Offshore und Schiffbau – mit den kompakten Varianten aus der Termseries schalten Anwender industrielle Lasten bis 16 A sicher, zuverlässig und langlebig.

Für diese Anwendung wartet die Termseries mit verschiedenen Produkten auf. So steht zum Beispiel ein Wechsler mit 16 A zur Verfügung. Er dient dem Schalten von industriellen Lasten wie Infrarotheizungen, Pumpen und Kleinschützen. Das Kontaktmaterial AgNi eignet sich auch zum Schalten von geringen Lasten. Bei diesem Modul bietet Weidmüller ein breites Spektrum an Eingangsspannungen von 5 V DC bis 230 V AC/DC an. Der Schließer – 16 A HC (High Current) – kommt beim Schalten von induktiven Lasten wie Magnetventilen, Leistungsschützen und Motoren zum Einsatz. Dank dem Kontaktmaterial AgSnO und dem großen Kontaktabstand erweist sich dieser Schließer als abbrand- und verschweißfest. Einen weiteren Schließer – 16 A HCP (High Current Peak) – verwenden Anwender beim Schalten von kapazitiven Lasten wie LED-Vorschaltgeräten, Lichtleisten und Schaltnetzteilen. Ihn zeichnen sein Kontaktmaterial AgSnO und der voreilende Wolframkontakt aus (Bild 7). Er verhindert das Kontaktverschweißen im Einschaltmoment bei kapazitiven Lasten. Beide Schließer sind mit einem 24-V-DC- und Multispannungseingang von 24-230 V AC/DC erhältlich.

Hinzu kommt ein 12,8 mm breites Halbleiterrelais mit erhöhter DC-Schaltleistung von 5 A für verschleißfreies und geräuscharmes Schalten, das über einen 24-V-DC- oder Multispannungseingang angesteuert wird. Weiterhin gehören 6 mm schmale Relaiskoppler mit AgSnO-Kontakt zum Schalten kleiner kapazitiver und induktiver Lasten wie etwa Schütze mit Weitbereichssteuereingang, Schaltnetzteilen oder Magnetventilen zum Programm.

Die Autorin

Silke Lödige
studierte Elektrotechnik an der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe. Nach ihrem Studium startete sie bei Weidmüller als Produktspezialistin für Automatisierung und war später im Industriemanagement Maschinen- und Anlagenbau tätig. Schließlich wechselte sie ins Marketing, wo sie einige Jahre das Vertriebsmarketing in Deutschland verantwortete. 2019 wechselte sie in die Unternehmenskommunikation des Stammhauses und ist nun als Referentin Fachpresse tätig.