Steckverbinder Wie das Gehäusedesign den Konfektionierungsaufwand senken kann

Rechteckige Industriesteckverbinder lassen sich platzsparend einbauen und ermöglichen darüber hinaus den einfachen Aufbau dezentraler Maschinen und Anlagen. Jetzt gibt es ein neues Gehäuse, das aufgrund seiner Bauform die Konfektionierung erheblich vereinfacht.

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Metrofunk Kabel-Union GmbH

SAB Bröckskes GmbH & Co KG

ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH

Harting Deutschland GmbH & Co. KG

Industriesteckverbinder werden aufgrund ihrer vielen Vorteile in der Verkabelung von Maschinen und Anlagen weltweit eingesetzt. Die rechteckige Bauform hat sich dabei weit verbreitet, weil diese Bauelemente platzsparend an- oder eingebaut werden können. Sie benötigen nur wenig Raum für die Ver- und Entriegelung und können dicht aneinander angereiht werden.

Außerdem ermöglichen sie es, Maschinen und Anlagen dezentral zu erstellen, viele Elemente parallel zu fertigen, in Betrieb zu nehmen und zu prüfen. Der Hersteller kann dann diese Baugruppen in kürzester Zeit zu einer kompletten Anlage zusammenfügen und erproben. Für den Transport zum Kunden können die Anlagen leicht zerlegt und vor Ort in sehr kurzer Zeit aufgebaut, eingefahren und übergeben werden.

Die Vorteile der steckbaren Verkabelung liegen damit klar auf der Hand: Verkürzte Lieferzeiten und rasche Inbetriebnahme. Das eingesetzte Kapital amortisiert sich rasch durch die schnellere Nutzung der Maschine oder Anlage.

Das Gehäuse des Steckverbinders lässt sich leicht kundenspezifisch auslegen

Um diese Vorzüge optimal zu nutzen, lassen sich Rechteck-Industriesteckverbinder durch Wahl des entsprechenden Gehäuses in Kombination mit dem passenden Kontakteinsatz leicht auf den spezifischen Anwendungsfall auslegen. Zur Dimensionierung einer sicheren Schnittstelle stehen entsprechende Steckverbindereinsätze für die Signalübertragung zur Verfügung, zum Beispiel mit eher kleiner oder sehr großer Kontaktzahl.

Auch für die Leistungsübertragung stehen Steckverbinder zur Verfügung, die die gewünschte Stromtragfähigkeit für Ströme – auch über 100 Ampere – aufweisen. Die Abstände der einzelnen Kontakte sind so gewählt, dass die Anforderungen zur sicheren Übertragung auch von hohen Spannungen eingehalten werden. So ergeben sich optimale Baugrößen mit geringen Abmessungen, die nur wenig Platz beanspruchen und bestens an die jeweiligen Kundenanforderungen angepasst sind.

Die Gehäuse der Industriesteckverbinder bestehen in der Regel aus einem fest angebauten Gehäuseunterteil und einem Gehäuseoberteil, in das das Kabel häufig von der Seite eingeführt wird. Eine Kabelverschraubung dichtet das Gehäuse zum Kabel hin ab.

Die Arbeitsschritte der manuellen Kabelkonfektion

Die Konfektion der Industriesteckverbinder geschieht manuell. Das abgesetzte Kabel wird durch die Kabelverschraubung durch das Gehäuseoberteil geführt. Dann werden die einzelnen Adern an die entsprechende Kontaktstelle des Steckverbinders angeschlossen.

Diese Konfektion wird danach in das Gehäuse zurückgeschoben, und der Kontaktträger wird im Gehäuse mit den Befestigungsschrauben verschraubt. Abschließend wird die Kabelverschraubung zur Abdichtung und zur Zugentlastung des Kabels festgezogen.

Diese manuellen Arbeitsschritte sind, je nach Komplexität, sehr zeitaufwendig. Kabel mit großen Querschnitten oder vielen Einzeladern sind nur wenig flexibel und erfordern hohe Sorgfalt bei der Verarbeitung, gleiches gilt für Kabel mit Schirmgeflecht oder andere Sonderformen.

Ein neuartiges Gehäuse vereinfacht die Konfektion

Um das Handling und die Verarbeitung zu erleichtern, hat HARTING ein neuartiges Gehäuse mit einer auf die Anforderungen angepassten Außenform entwickelt: Han Easy Hood. Die abgerundeten Übergänge und die als Kufen ausgeformten Verriegelungskonturen lassen sich leichter durch Kabeltrassen oder Engstellen ziehen, da das Risiko eines Verhakens oder Verklemmens deutlich verringert wird. Das Gehäuse weist außerdem ausreichend dimensionierte Wandstärken auf, die den Belastungen gut standhalten, die z. B. beim Transport oder Lagerung der schweren Kabel auftreten.

Die wesentlichen Vorteile des neu entwickelten Hanâ Easy Hood Gehäuses ergeben sich aber bei der Konfektion. Das neue Gehäuse unterscheidet sich von den bekannten Tüllengehäusen durch eine vertikale Gehäuseteilung. Darüber hinaus bietet dieses Gehäuse einen sehr großen Verkabelungsraum und einen optimierten Kabelabgangswinkel. Die Gehäuseteilung und die anderen genannten Vorzüge erleichtern die Konfektion wesentlich.

Das Anschließen der Einzeladern kann in der Horizontalen erfolgen, was eine leichtere Zugänglichkeit der Klemmschrauben ermöglicht. Die Befestigung der Kontakteinsätze reduziert sich auf das einfache Einlegen in eine der Gehäusehälften, das Verschrauben entfällt. Hierdurch können diese Arbeitsschritte voneinander getrennt an verschieden Arbeitsplätzen erfolgen.

Die Kabelverschraubung entfällt völlig

Anstelle der Kabelverschraubung wird eine neuartige Dichtung um das Kabel gelegt, und die Zugentlastung und Fixierung erfolgt über eine einfache Schelle. Diese Bauteile verschwinden im Gehäuse. Die sonst erforderliche, gerade für große Kabeldurchmesser groß aufbauende Kabelverschraubung entfällt völlig.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Gehäuseteilung besteht darin, dass alle Arbeitsschritte während der Konfektionierung gut einsehbar sind und sehr einfach überprüft werden können, ehe die zweite Gehäusehälfte aufgelegt und verschraubt wird.

Die Abdichtung zwischen den beiden Gehäuseschalen übernimmt eine eingelegte Dichtung. Moderne Dichtwerkstoffe und ein über ein Simulationsverfahren optimiertes Design, auch an den Stoßstellen, gewährleisten die gewünschte Staub- und Strahlwasserdichtigkeit (nach IEC 60529).

Zeiteinsparungen zwischen 15 und 20 % sind möglich

Die oben genannten Vorteile eröffnen neue Wege für die Konfektionierung und bieten Raum für die Optimierung. Vergleiche zeigen, dass mit geteilten Gehäusen Zeiteinsparungen von 15 bis 20 % möglich sind. Dies wurde anhand von Zeitstudienmethodiken verifiziert. Gerade die leichte Zugänglichkeit in der Horizontalen führt zu den Zeitvorteilen bei der Konfektionierung. Sie hilft, Fehler zu vermeiden und führt zu einer einfachen und schnellen Kontrolle der Konfektion.

Die neuen Gehäusebauteile können die bekannten Steckverbinder-Einsätze aufnehmen

Ein anderer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass diese neuen Gehäusebauteile die bekannten Steckverbinder-Einsätze aufnehmen können, somit steckkompatibel bleiben. Das bedeutet, dass die ausgewählte feste Anbauseite am Schaltschrank oder Klemmenkasten beibehalten werden kann. Die dichte Anreihbarkeit von z. B. mehreren Schnittstellen ist nach wie vor möglich, da das Han Easy Hood nicht mehr Platz benötigt als die geschlossenen Gehäuse. Somit bleibt die gewohnte hohe Packungsdichte bei leichter Zugänglichkeit erhalten.

Auch Wartungsarbeiten lassen sich leichter durchführen

Die Vorteile der robusten Steckverbindung zahlen sich auch beim späteren Betrieb der Maschine oder Anlage aus. Es sind auf einfachstem Wege Wartungsarbeiten möglich, weil die gesteckten Einheiten einfach gewechselt werden können, bzw. einfach außer Betrieb gesetzt werden können. Beschädigte, reparaturbedürftige oder ausgefallene Maschinenteile können schnell ausgetauscht werden. Für den Betrieb der Maschine oder Anlage ergibt sich ein höherer Nutzungsgrad als Folge kürzerer Stillstandszeiten.

Alles in allem betrachtet, bietet diese neue Gehäusefamilie, die in zwei verschiedenen Größen zur Verfügung steht, einen Gewinn an Sicherheit und Qualität bei der Konfektionierung und einen Zeitgewinn bei der Erstellung von Maschinen und Anlagen. Ferner beim Betrieb dieser Anlagen eine höhere Verfügbarkeit und damit eine höhere Nutzung und somit eine Kosteneinsparung.

*Dipl.-Ing. Hartmut Schwettmann ist Geschäftsführer der HARTING Electric GmbH & Co KG, Espelkamp.

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