Mini zum Direktstecken

Industrieelektronik

Steckverbinder. Dem Trend zur Miniaturisierung in der Elektronik muss sich auch die Leiterplattenanschlusstechnik stellen. Wie beispielsweise mit dem neuen Twin-Federkraftstecker TFMC 1,5.

15. Oktober 2009

Wo bei älteren Gerätegenerationen noch genügend Platz für einen Steckverbinder mit einer komfortablen Beschriftungsfläche und einem großzügigen Testabgriff bestand, steht dieser Bedienungskomfort heutzutage zur Diskussion. Nur eines wird man auch in Zukunft nicht minimieren können: Die Hände des Monteurs, der den Leiter im Feld installiert. Die minimalen Abmessungen eines Steckers werden über den anzuklemmenden Leiter und das Betätigungswerkzeug definiert.

Für spezielle Anwendungen mit beengten Platzverhältnissen, wo nicht auf vorkonfektionierte Patchkabel zurückgegriffen werden kann und ein vor Ort anzuschließen-der Leiter erforderlich ist, bietet Phoenix Contact Micro-Printklemmen mit Feder- und Schraubanschluss an. Betrachtet man hier den Schraubendreher, der für einen Schraubanschluss im Rastermaß 2,54 mm und einen Anschlussquerschnitt von 0,5 mm² konstruktiv erforderlich ist, werden erste Grenzen deutlich.

Denn ein Schraubendreher mit einer Klinge von 2,0 mm gehört nicht unbedingt zum Handwerkszeug im Maschinen- und Anlagenbau. Im Vergleich zur Schraubanschlusstechnik liegt ein Hauptvorteil der Federkrafttechnik darin, dass – so trivial es klingt – vom Betätigungswerkzeug keine Drehbewegung ausgeführt wird. Bei Betätigung mit weitverbreiteten Schraubendrehern mit Klingenabmessungen von 0,6 x 3,5 mm reicht ein Schlitz von minimal 0,6 mm statt eines Durchmessers von 3,5 mm – eine Minimierung der Bautiefe von knapp 3 mm.

Neben neueren Entwicklungen wie der Push-In-Federtechnik sind insbesondere für größere Leiterquerschnitte zwei klassische Federprinzipien für die Leiterplatten-Anschlusstechnik in verschiedensten Variationen etabliert: zum einen die Direktstecktechnik, die auf einer Schenkelfeder (Druckfeder) basiert, und zum anderen die Käfigfeder (Zugfeder).

Bei der Käfigfeder wird die Feder mittels Schraubendreher über den Betätigungsschacht geöffnet und der Leiter wird über den separaten Leiterschacht in den Federkäfig geschoben. Durch Entfernen des Werkzeugs zieht die Feder dann den Leiter gegen eine Stromschiene. Im Vergleich zur Direktstecktechnik liegt gerade dieser Weg des Federkäfigs quer zur Anschlussrichtung und damit kontraproduktiv zu einer möglichst kompakten Bauform.

Bewährte Direktstecktechnik

Die Direktstecktechnik hat sich für den industrietauglichen Leiterplattenanschluss, der eine kompakte Bauform besitzt, sich im Feld schnell verdrahten lässt und sich auch noch komfortabel bedienen lässt, bewährt: Ein Massivleiter oder ein feindrähtiger Leiter mit Aderendhülse wird einfach in die Klemmstelle eingeführt und von einer Schenkelfeder gegen den Strombalken gepresst. Lediglich beim Anschluss von feindrähtigen Leitern ohne Aderendhülse sowie zum Lösen dieser Verbindung muss der orangefarbene Hebelöffner betätigt werden, der für diese Klemmen charakteristisch ist.

Auch wenn bei immer kleiner werdenden Abmessungen Bedenken hinsichtlich fehlender Leiterauszugskräfte aufkeimen, ist es gerade die Direktstecktechnik, die hier punkten kann. Die Feder kann sich – wie der Widerhaken einer Harpune – in den Leiter eingraben. Ein technologischer Vorteil, der der kompromisslosen Direktstecktechnik zum Einzug in vielschichtige industrielle Applikationen verholfen hat. Welcher minimale Federweg oder Federwinkel für eine minimale Baubreite notwendig ist, um eine einwandfreie gasdichte Kontaktierung mit ausreichender Kontaktkraft zu ermöglichen, ergründen aufwendige Simulationsprogramme und intensive Voruntersuchungen.

Ein Ergebnis der fortschreitenden Miniaturisierung ist der neue Twin-Federkraftstecker TFMC 1,5, der nicht nur doppelt (Twin) dem aktuellen Markttrend gerecht wird. Der Miniaturisierungstrend sorgt auch dafür, dass Funktionen aus dem Gerät in die Peripherie verlegt werden. So gewinnt beispielsweise der Einsatz von Twin-Steckverbindern an Aufmerksamkeit, die ein Durchschleifen von gemeinsamen Potenzialen von Modul zu Modul ermöglichen.

Durch die Kombination mit platzsparender Direktstecktechnik, aus der eine schnelle Verdrahtungszeit resultiert, wird hier durch geschickte Anordnung der einzelnen Elemente der Bedienkomfort nicht eingeschränkt. Weder auf eine eindeutige Beschriftungsmöglichkeit noch auf einen Prüfabgriff muss verzichtet werden. Mit weniger als 16 mm Bauhöhe spart der Steckverbinder TFMC 1,5 Platz auf der Gerätefront.

Trotzdem besitzt er zwei unabhängig bedienbare Federkraftanschlüsse pro Pol, und es gibt keine Einbußen hinsichtlich des üblichen 1,5-mm²-Anschlussquerschnittes. Der Twin-Anschluss ermöglicht das Verdrahten von Potenzialverteilungen auf einfache Art und Weise. Es gibt ihn zwei- bis zehnpolig, bei Bedarf auch mit Befestigungsflansch. Bei 160 Volt (Nennspannung) nimmt er einen Nennstrom von 8 Ampere auf.

Bei Phoenix Contact sind Klemmkörper so ausgebildet, dass Kupferleiter aller Art ohne Vorbehandlung geklemmt werden können: sowohl starre als auch flexible Leiter mit und ohne Aderendhülse.

Fakten

- Phoenix Contact wurde 1923 in Essen gegründet und ist heute ein weltweiter Marktführer elektrischer Verbindungs-, elektronischer Interface- und industrieller Automatisierungstechnik mit mehr als 10.200 Mitarbeitern.

- Seine Unternehmenskultur lebt Phoenix Contact als klar formulierte Leitsätze und wurde im Jahr 2009 bereits zum zweiten Mal als Top-Arbeitgeber für Ingenieure ausgezeichnet.

Ansgar Kathmann, Phoenix Contact GmbH/aru

Erschienen in Ausgabe: 07/2009