Phoenix Contact Deutschland GmbH

Bild: Phoenix Contact

Formgleiche Leiterplattenklemmen So gleich kann anders sein

16.05.2018

Weltweite Produktionsstandorte, internationale Vertriebswege, regionale und lokale Einsatz­gebiete – die Welt der industriellen Produktion und Automatisierung wächst zusammen und diversifiziert sich gleichzeitig. Die Leiterplattenklemmen der Serie TDPT unterstützen diese Trends. Sie ermöglichen die Entwicklung marktspezifischer Geräte im einheitlichen Design.

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Die zunehmende Globalisierung bietet Geräteherstellern viele neue Chancen, stellt sie aber ebenfalls vor neue Herausforderungen. Die international diversifizierten Märkte für Automatisierungstechnik erfordern technische Lösungen, die auf die jeweiligen lokalen Rahmenbedingungen wie beispielsweise Gesetzgebung, Applikationsumfeld und Anwenderverhalten zugeschnitten sind. Ein klassisches aber noch immer gültiges Beispiel für solche regionalen Unterschiede ist die unterschiedliche Verbreitung des Schraub- und des Push-in-Federanschlusses. Im europäischen Markt ist das Federprinzip wegen seines hohen Anschlusskomforts weit verbreitet. In Nordamerika hingegen setzen viele Gerätehersteller und Anwender auf den einfacheren, aber über Jahrzehnte eta-
blierten Schraubanschluss.

Ein weiteres Beispiel sind die weltweit unterschiedlichen Versorgungsspannungen der Niederstromnetze. Im Einphasen-Dreileiternetz in den USA und Kanada beträgt die Netzwechselspannung 120 V bei 60 Hz, in China und großen Teilen Afrikas liegt die Netzspannung bei 220 V und in Europa ist das Niederspannungsnetz überwiegend als Dreiphasensystem mit 230 V und
50 Hz ausgeführt. Normen und Standards wie IEC 61800-5-1 oder UL 61800-5-1 beschreiben die in den Märkten einzuhaltenden Luft- und Kriechstrecken der eingesetzten Komponenten.

Varianz aufgrund regionaler Unterschiede

Diese regionalen Rahmenbedingungen erfordern eine hohe Varianz im Produktportfolio der Gerätehersteller. Schon beim Design-in müssen die Entwickler für die unterschiedlichen Märkte passende Anschlusstechniken und damit unterschiedliche Elektronik- und Gehäuse-Layouts vorsehen. Gleichzeitig stehen Gerätehersteller vor der Herausforderung, ihre industrieelektronischen Geräte möglichst einheitlich und damit wirtschaftlich zu entwickeln und zu produzieren. Eine Strategie, diesen Zielkonflikt zu lösen, ist die konsequente Verwendung von Gleichteilen – um Skaleneffekte in Entwicklung, Produktion und Lagerhaltung ausschöpfen zu können.

Vor dem Hintergrund dieser Entwicklungen kommt der Geräteanschlusstechnik eine zentrale Rolle zu. Sie beeinflusst schließlich sowohl das Geräte-Design als auch das Layout der inte-
grierten Elektronik. Die ideale technische Basis für wirtschaftlich produzierbare und flexibel einsetzbare Geräte bieten die neuen Leiterplattenklemmen der Serie TDPT von Phoenix Contact. Die Leiterplattenklemmen in den Rastermaßen 5,08, 6,35 und 10,16 mm eignen sich für Leiterquerschnitte von 0,2 bis
16 mm². Je nach Raster und Anschlussquerschnitt übertragen sie Ströme von bis zu 76 A und Spannungen von bis zu 1.000 V gemäß IEC.

Versionen mit Feder- und Schraubanschluss

Der besondere Clou der Serie: In jedem Raster bietet Phoenix Contact Ausführungen mit etabliertem Schraub- und komfortablem Push-in-Federanschluss. Sowohl die Abmessungen als auch das Stift-Layout sind bei beiden Ausführungen identisch. Geräteherstellern bietet das formgleiche Twin-Design einen großen Vorteil. Sie können ein baugleiches Gerät je nach Markt mit Schraub-
anschluss oder mit Push-in-Federanschluss anbieten – ohne Änderungen am Geräte-Design oder am Leiterplattenlayout vorzunehmen.

In der Vergangenheit legten Gerätehersteller schon in der frühen Entwicklungsphase fest, ob ihre Geräte mit Schraub­anschlüssen oder mit Push-in-Federanschlüssen ausgestattet werden sollen. Leiterplattenklemmen mit Schraubanschluss verfügen über eine vergleichsweise kompakte Kontur auf der Leiterplatte, bauen aber in der Regel höher als vom Anschlussvermögen vergleichbare Push-in-Ausführungen. Da auch das Stift-Layout der beiden Anschlusstechnologien meist unterschiedlich war, mussten die Gehäusegröße und die integrierte Leiterplatte von vornherein auf die jeweilige Anschlusstechnik ausgelegt werden.

Flexible Auswahl der Anschlusstechnik

Mittlerweile ist ein einheitliches Geräte-Design ein sehr wichtiges Kriterium, um sowohl eine Geräteserie und als auch das Markenversprechen des Herstellers vom Wettbewerb abzugrenzen. Die neuen Leiterplattenklemmen unterstützen diesen Ansatz. Dank ihres durchgängigen Designs können die Hersteller von Geräten die Leiterplattenanschlüsse für verschiedene Leistungsklassen optisch identisch gestalten – und dadurch den Wiedererkennungswert über alle Märkte hinweg sicherstellen.

Nicht nur das optische Design der Schraub- und Push-in-Ausführungen ist identisch. Auch die wesentlichen elek-
trischen Kennwerte wie etwa Nennstrom und -spannung sowie die Anschlussquerschnitte gelten für jeweils beide Ausführungen innerhalb eines Rasters. Das ist insofern wichtig, weil es sich dabei um normative Anforderungen handelt, die bereits in der frühen Entwicklungsphase Einfluss auf das Design der Geräte haben.

Soll das Gerät nicht nur regional sondern auch weltweit vermarktet werden, muss es neben den internationalen Normen – wie EN/IEC – auch die amerikanischen Standards erfüllen. Für den sicheren Betrieb der industrie-
elektronischen Geräte definieren diese Normen und Standards insbesondere die Isolation der stromtragenden Teile. Als Schnittstelle zwischen dem Leiter und der Leiterplatten sind Leiterplattenklemmen in der sogenannten List of Critical Components aufgeführt.

Versionen für 300 bis 600 V

Die Leiterplattenklemme TDPT 2,5 ist nach UL 1059 für Spannungen bis zu 300 V (Usegroup B) zugelassen, die Klemmen TDPT 4 und TDPT 16 sind uneingeschränkt für bis zu 600 V zugelassen. Damit eignen sie sich als sogenannter Field Wiring Terminal Block für den universellen Einsatz in allen Bereichen. Zusätzlich dahu bieten sie einen erweiterten Fingerberührschutz von 3 mm
(nach IEC/UL 61800-5-1). Damit erfüllen sie den für 400-V-TN-Systeme geforderten Schutz gegen das direkte Berühren und erlauben dadurch den Geräteeinsatz ohne zusätzliche
Abdeckungen.

Die neuen, wellenlötfähigen Leiterplattenklemmen im Twin-Design sind die ideale Lösung für wirtschaftlich produzier- und einfach adaptierbare Geräte. Dank der identischen Baugröße und des einheitlichen Designs können Hersteller marktspezifische Geräte mit Schraub- oder Push-in-Federanschluss entwickeln, ohne das Geräte-Design oder das Leiterplatten-Layout anpassen zu müssen.

Bildergalerie

  • Unterschiedliche Anschlusstechnik, gleiche Kontur: Innerhalb eines Rasters sind die Außenabmessungen der Leiterplattenklemmen identisch.

  • Für hohe Spannungen: Der erweiterte Berührschutz nach IEC/UL 61800-5-1 erlaubt den Einsatz ohne zusätzliche Abdeckung.

  • Flexibilität auf einen Blick: Unterschiedliche Farben und Leiterquerschnitte ermöglichen differenzierte marktspezifische Lösungen.

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