Reihenklemmen erfüllen neben wachsenden Qualitätsansprüchen auch immer mehr funktionelle Aufgaben. Wer das Reihenklemmmen-System Clipline complete von Phoenix Contact in seinen Schaltschränken verbaut, kann auf alle gängigen Anschlusstechniken mit einheitlichem Zubehör zurückgreifen und sich auch darauf verlassen, dass alle Kontaktierungen sicher funktionieren.
Der Autor: Reiner Busse, Produktmanager Industrial Cabinet Connectivity, Phoenix Contact, Blomberg
Auf den ersten Blick sind Reihenklemmen einfache und unscheinbare Komponenten, die sich längst zu komplexen Systemen weiterentwickelt haben – das zeigt auch das Reihenklemmen-Programm Clipline complete von Phoenix Contact. Die Qualität der Kontakte ist dabei eine wichtige Voraussetzung für den wirtschaftlichen Betrieb von Maschinen und Anlagen. Vor dem Hintergrund unterschiedlicher regionaler und branchenspezifischer Anforderungen haben sich unterschiedliche Anschlusstechniken herausgebildet, die alle ihre ganz spezifischen Vorzüge haben:
- Die Schraubanschlusstechnik (UT) ist die weltweit am häufigsten genutzte Anschlusstechnik für elektrische Verbindungen. Die Reihenklemmen mit Schraubanschlusstechnik von Phoenix Contact bieten ein hohes Maß an Sicherheit. Dank des patentierten Reakdyn-Klemmprinzips müssen sie nicht nachgezogen werden. Sie ist die einzige Anschlusstechnologie, die normativ das Klemmen von zwei Leitern zulässt.
- Die Bolzenanschlusstechnik (RT) wird gern bei großen Anschlussquerschnitten verwendet. Sie bietet bei Leitern bis zu 240 mm² die größten Auszugskräfte für die Klemmstelle sowie den Vorteil der Verlier-Sicherheit.
- Schnell und einfach verarbeiten lassen sich die Federanschlusstechniken (ST) – insbesondere die Direktstecktechnik Push-in (PT). Bei den PT-Reihenklemmen werden starre Leiter sowie Leiter mit Ader-Endhülse ohne Werkzeug direkt montiert. Für die hohe Kontaktqualität sorgt hier die immer gleich bleibende Federkraft der Schenkelfeder.
- Die Schnellanschlusstechnik (QT) verbindet starre und flexible Leiter, ohne dass dabei die Leiterisolierung entfernt werden muss – also ohne Abisolieren. Die Verarbeitung erfolgt schnell und die Vibrationsfestigkeit steht den anderen Anschlusstechniken in nichts nach.
Wachsende Anforderungen durch immer komplexere Maschinen und Anlagen bedingen auch immer mehr Kontaktstellen im Schaltschrank – das kostet Platz. Reihenklemmen in einer Breite von lediglich 3,5 mm bieten hier hohe Einsparpotenziale.
Modularität und Standardisierung
Maschinen– und Anlagenteile werden immer häufiger modular aufgebaut. Dabei werden Maschinenteile oft erst in der Fertigung zusammengebaut, und bis zuletzt können noch Module ergänzt werden. Auch die Wartung der Maschinen- und Anlagenteile muss immer einfacher werden. Die Combi-Reihenklemmen von Phoenix Contact sind hier systematisch steckbar ausgeführt. Das Beschriftungssystem sorgt für die richtige Zuordnung der Steckstellen und das Codier-System für die fehlerfreie Montage. Eines der Grundprinzipien von Clipline complete ist das einheitliche Zubehör – das gilt für ein einfach steckbares Brückensystem genauso wie für Reihenklemmen, in die sich Funktionsbausteine wie Sicherungen, Dioden oder Widerstände integrieren lassen. Auch die Markierungssysteme sind immer gleich und über alle Produktlinien hinweg kompatibel.
Kontaktstellen gibt es viele
Aus den vielfältigen Verbindungsmöglichkeiten von Reihenklemmen in Schaltschränken ergeben sich verschiedene Kontaktstellen:
- die Kontaktierung der Leiter bei den klassischen Anschlusstechniken UT, PT, ST, QT und RT.
- die Steckanschlüsse der Combi-Baureihe, die die Steckbarmachung der Reihenklemmen ermöglichen.
- die Steckzonen in Funktions-Reihenklemmen, welche die Durchgangsverbinder, Trennstecker, Bauelemente- und Sicherungsstecker aufnehmen. Die Steckzonen bilden gleichzeitig die Basis für Reihenklemmen mit integrierten Messertrennungen und Sicherungen.
- der Multifunktionsschacht mit den Kontaktstellen für das flexible Steckbrücken- und das Prüfstecksystem.
Für eine gleichbleibend hohe Kontaktqualität sorgen dabei hochwertige Materialien und patentierte Anschlusstechniken. Alle Metallteile sind aus korrosionsfreien Materialien gefertigt. Die stromführenden Teile, bei denen es auf einen möglichst geringen Übergangswiderstand ankommt, bestehen aus hochwertigen Kupferlegierungen, die durch eine bleifreie Nickel- oder Zinnschicht geschützt werden. Die Federelemente der Push-in-und der Zugfederanschluss-Klemme sind aus hochfestem Chrom-Nickel-Federstahl gefertigt und sorgen so für konstante Kontaktkraft und hohe Vibrationsfestigkeit.
Freigabeprüfungen fordern die Kontakte heraus
Die Freigabe-Prüfungen erstrecken sich über die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Klemmen sowie über deren Werkstoffe. Generell wird zum Nachweis der intakten Klemmstelle vor, während und nach den mechanischen, elektrischen und klimatischen Prüfungen eine Spannungsfall-Prüfung durchgeführt, die den Übergangswiderstand der Klemmstelle ermittelt. Mit dem 0,1-fachen Strom des Nennstroms belastet, darf der Spannungsfall bei 20 °C Raumtemperatur an der Reihenklemme 3,2 mV und das 1,5-fache des Anfangswertes nicht überschreiten.
Zu den mechanischen Prüfungen zur Qualifizierung der Kontaktstellen gehören Prüfungen nach IEC 60947-7-1/-2. Hier werden das Anschlussvermögen der Kontaktstellen geprüft, die mechanische Festigkeit durch wiederholtes Beschalten und durch einen Biegetest nachgewiesen sowie die Leiterauszugskräfte ermittelt. Die zulässige Umgebungstemperatur der Reihenklemme wird durch eine Erwärmungsprüfung nach IEC- und nach UL-Prüfnormen ermittelt. Die Kurzstrom-Festigkeit wird nachgewiesen, in dem die Klemmstellen drei mal eine Sekunde lang mit einer Stromdichte von 120 A/mm² des Bemessungsquerschnittes beaufschlagt werden. Für eine lange Lebensdauer erfolgt eine Alterungsprüfung. Hierbei werden die Reihenklemmen in einem Klimaschrank definierten Temperaturzyklen zwischen + 20 °C und + 85 °C ausgesetzt, während sie gleichzeitig mit dem Nennstrom beaufschlagt werden. So wird die Lebensdauer bei der maximal zulässigen Betriebstemperatur simuliert. Während der insgesamt 192 Zyklen wird nach je 24 Zyklen der Spannungsfall gemessen, um den konstanten Übergangswiderstnd und damit die konstante Kontaktqualität nachzuweisen.
Branchenspezifische Prüfungen
Neben diesen Standard-Freigabeprüfungen werden auch branchenspezifische Prüfungen durchgeführt, von denen allerdings viele mittlerweile in das Standard-Prüfprogramm aufgenommen wurden. Weil Klemmen etwa im Schienenverkehr in rasch wechselnden Temperaturbereichen eingesetzt werden, wird eine aus der Verkehrstechnik abgeleitete Temperaturschock-Prüfung durchgeführt. Die Klemmstellen verweilen zunächst 45 min lang bei – 55 °C, und werden dann innerhalb von Sekunden in einen Bereich bei + 100 °C befördert. Nach 100 Zyklen werden die Prüflinge dann – sobald die Raumtemperatur erreicht ist – wieder der Spannungsfall-Prüfung unterzogen.
In Industrieumgebungen treten häufig aggressive Umgebungsmedien auf. Um dies zu simulieren, werden Prüflinge einer schwefeldioxidhaltigen Umgebung ausgesetzt. Nach einer Verweildauer von acht Stunden in der Prüfkammer trocknen die Prüflinge zunächst – bevor sie die Spannungsfall-Prüfung absolvieren müssen.
Vibrations- und Schockeinflüsse treten im Schienenverkehr, aber auch in Windkraftanlagen auf. Vibrations- und Schock-Prüfungen erfolgen daher gemäß den Anforderungen der Bahn-Norm DIN EN 50155. Erschütterungen und Vibrationen, die in der Nähe von Motoren, rotierenden Antrieben und Achsen auftreten, werden dabei nachgebildet. Die Kriterien zum Bestehen der Prüfung sind eindeutig: keine mechanische Beschädigung an den Prüflingen und keine Kontaktunterbrechung an den Kontaktstellen von mehr als einer 1 µs. I
Info & Kontakt
Phoenix Contact GmbH & Co. KG Tel.: 05235 3-12000 info@phoenixcontact.de www.phoenixcontact.com
Weitere Informationen über Reihenklemmen, inklusive Video
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