Vierpolige Hochstromsteckverbinder mit Crimpanschlusstechnik

Flexibel durch modularen Aufbau

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In den verschiedensten Applikationen des Maschinen- und Anlagenbaus, in der Prozessautomation sowie in der Verkehrs- und Energietechnik werden flexible Hochstrom-Steckverbinder benötigt. Weidmüller bietet für diese Applikationen sowohl Typen für 250 als auch für 550 A. Mit einer neuentwickelten Familie in Crimpanschlusstechnik bis 250 A hat das Unternehmen seine Produktreihe erweitert. Konstruktiv für unterschiedliche Anwendungsbereiche entwickelt, stellt das in sich geschlossene System die ideale Basis zur steckbaren Übertragung hoher Spannungen und Strömen mit einer Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten dar.

Nach Informationen von Weidmüller Interface GmbH & Co. KG in Detmold ( www.weidmueller.com)

Schwere Steckverbinder unterstützen sowohl den Trend zur Modularität als auch zu Dezentralität im Maschinen- bzw. Anlagenbau und beim Fahrzeugbau. Schwere Steckverbinder gelten als ausgereifte, robuste steckbare elektrische Verbindung. Die Steckverbinder werden überall dort eingesetzt, wo unter härtesten Anforderungen sichere lösbare elektrische Verbindungen gefordert werden. Ihre Einsatzmöglichkeiten reichen von geschützten elektrischen Anlagen, wie z.B. in Schaltschränken bis hin zu Außenanwendungen in rauer Industrieumgebung. Der jetzt vorgestellte, robuste und kompakte Steckverbinder Rockstar-Highpower-250-A mit Crimpanschlusstechnik wurde speziell für solche Applikationen entwickelt. Er nimmt vier Leistungskontakte auf, die Bemessungsdaten sind maximal 250 A und 4000 V. Die Hochstromsteckverbinder sind modular aufgebaut, genauso wie die bekannte 550-A-Version. Die als Stecker-, Sockel- und Anbaugehäuse ausgelegten zweiteiligen Aluminiumdruckgehäuse entsprechen der Baugröße 8. Für das dazu neukonzipierte Anbaugehäuse wurde ein Schnellmontage-Gegenrahmen entwickelt, bei dem die Befestigungsschrauben vormontiert sind. Alle Gehäuse verfügen über einen großflächig dimensionierten PE-Anschluss; das gilt auch für den Gegenrahmen.
Durch den modularen Aufbau des Gesamtsystems entsteht eine Vielzahl von Steckverbinderversionen: eine Version mit vier Leistungskontakten oder mit drei Leistungskontakten und einem PE-Kontakt oder mit zwei Leistungskontakten oder als kompakteste Version mit einem Leistungskontakt. Die robusten Gehäuse entsprechen der Schutzart IP68 (IEC 60529) bzw. IP69k (DIN 40050 Teil 9, Wasser). Der Temperaturbereich beträgt -50 bis +120 °C. Die innovativen Hochstromsteckverbinder basieren auf einem zweiteiligen, mit 7 Joule hoch schlagfesten und korrosionsresistenten Aluminiumdruckgussgehäuse. Mit diesen Werten ist ein Einsatz der Steckverbinder auch unter extremen Umweltbedingungen möglich. Die Gehäuseoberfläche ist schwarz (RAL 9005) pulverlackiert.
Wartungsfreie Anschlusstechnik
Im Gegensatz zu anderen Herstellern setzt Weidmüller auf die bewährte, wartungsfreie Crimpanschlusstechnik. Für den Hochstromsteckverbinder Rockstar-Highpower-250-A wurde der Crimpkontakt neu konstruiert, sodass er über die jeweilige M25-Kabeleingangsbohrung demontierbar ist. Mehr-, fein- und feinstdrähtige Kupferleiter von 25-, 35-, 50- ,70- oder 95 mm2 lassen sich mit handelsüblichen Crimpwerkzeugen problemlos anschließen. Verwendung finden zum Beispiel die Handcrimpwerkzeuge MTR 160 oder 300 von Weidmüller, Spezialwerkzeuge sind nicht erforderlich.
Die Crimpkontakte bestehen aus einer hochwertigen Kupferlegierung mit versilberter Oberfläche. Sie zeichnen sich durch eine sichere und störungsfreie Übertragung hoher Ströme und Spannungen aus. Für den Buchseneinsatz ist optional ein Berührungsschutz verfügbar. Die Crimpkontakte lassen sich sicher in eine Isolierhülse schieben, die anschließend mit einer Haltefeder gesichert wird. Die Isolierhülse besteht aus dem hochwertigen Isolierstoff PA 66, der UL-gelistet und bahnquali- fiziert ist. Der Hochstromsteckverbinder für 250 A der Baugröße 8 ist in Einzelkontakttechnik aufgebaut, die samt Isolierhülse in einem Rahmen gehalten werden. Ein unbewusstes Lösen der Kontakte aus dem Halterahmen ist damit konstruktionsbedingt ausgeschlossen.
Das Hochstromsteckverbinder-System verfügt über eine gute EMV-Festigkeit. Es ist mit großflächig dimensionierten PE-Anschlüssen ausgestattet, die sich an den Stecker-, Sockel- und an den Anbaugehäusen sowie dem Gegenrahmen befinden. Die innen liegende EMV-Anbindung durch passgenaue Schirmbügel, die auf den jeweiligen Kabeldurchmesser abgestimmt sind, trägt entscheidend zur EMV-Beständigkeit bei.
Alle Materialien, die in den Einsätzen und Gehäusen zum Einsatz kommen, sind frei von Schadstoffen. Bei ihrer Auswahl wurden existierende und geplante internationale Richtlinien zur Schadstofffreiheit berücksichtigt. Die in den Einsätzen verwendeten Kunststoffe bestehen die internationalen Materialzulassungen der Bahnindustrie, wie unter anderem DIN EN 5510 Teil2, NFF 16-101, NFF 16-102, ASTM E 162, ASTM E 662 und Bombardier SMP 800C.
Familie schwerer Steckverbinder
Mit dem vierpolige Hochstromsteckverbinder in Crimpanschlusstechnik erweitert Weidmüller die Rockstar-Familie schwerer Steckverbinder, die aus verschiedenen Baugrößen besteht. Die Gehäuse werden alternativ in Schutzart IP65 sowie IP69k angeboten, zeichnen sich durch Edelstahlverriegelungs-Systeme aus und erfüllen die Schutzartprüfung nach den nordamerikanischen Vorschriften NEMA 250-1991 Typ 4x. Diese Eigenschaften erübrigen spezielle Gehäuseserien für korrosive Umgebungen. Alle Gehäuse sind durch integrierte Isolierstreifen für hohe Spannungen ausgelegt. Typ- und applikationsabhängig stehen fünf Anschlusssysteme – Schraub-, Zugfeder-, Push-In-, Crimp- und Axialschraub-Anschluss – zur Verfügung. Die in den Einsätzen verwendeten Kunststoffe bestehen die verschiedensten internationalen Materialzulassungen. Die Steckverbinder sind, je nach Baureihe, in den Polzahlen 3 bis 216 sowie mit einer Stromtragfähigkeit von 100 A ohne und mit PE-Anschluss erhältlich. Der PE-Anschluss ist bei den schweren Steckverbindern normgerecht nach IEC 60364-5-54 und DIN VDE 0100-540 ausgelegt, das heißt, der PE-Anschluss hat den gleichen Leiterquerschnitt wie der Arbeitsanschluss. Die Mixmate-Baureihen nehmen sowohl Signal- als auch Leistungskontakte auf, bei Concept kann der Anwender die Steckverbinder individuell zusammenstellen. In diesem System befinden sich Module zum Verbinden von Feldbus- und Koaxleitungen. Umfangreiches Zubehör sowie Steckverbinder-Kits und -Sets runden das Programm ab.
Standardmäßig sind vier verschiedene Gehäusetypen in verschiedenen Baugrößen im Angebot: Stecker-, Kupplungs-, Anbau- und Sockelgehäuse. Die Standardgehäuse sind in den Bauformen Standard sowie hoch erhältlich und mit Längs- und Querbügeln ausgerüstet. Die Verriegelung ist vibrations- und schockfest. Die Gehäuse werden nur mit integriertem Gewinde angeboten. So kann der Anwender seine bevorzugte Kabelverschraubung einsetzen. Zum Gehäusestandard zählt auch die korrosionsresistente Aluminium-Gusslegierung und die mehrstufige Versiegelung der Gehäuseoberfläche. Bei der Kunststoff-Auswahl für die Einsätze hat Weidmüller existierende und geplante internationale Richtlinien zur Schadstofffreiheit berücksichtigt. So gehören die verwendeten Kunststoffe einer zuverlässigen Materialgruppe an. Sie bestehen aus glasfaserverstärktem Polycarbonat (PC+ 20%GF). Dieser graue Kunststoff zeichnet sich durch hohe Dimensionsstabilität und Dauergebrauchstemperatur sowie hohes elektrisches Isolationsvermögen aus.
Anschlusstechniken zur Auswahl
Stift- und Buchsenkontakte sind mit verschiedenen Leiteranschlusssystemen erhältlich. In der HA-Serie kann der Anwender beispielsweise zwischen Schraub- oder Zugfederanschluss wählen. In der HA- und HE-Serie werden die gleichen Crimpkontakte verwendet. Dadurch wird auf der einen Seite die HA-Serie für Kunden mit großen Stückzahlen interessant, auf der anderen Seite besteht die Möglichkeit, in der HA-Serie Goldkontakte für kleine Ströme anzubieten. Schraubanschlüsse stellen eine gasdichte, rüttelsichere Verbindung zum angeschlossenen Leiter her und überzeugen mit hoher Kontaktkraft. Zugfederanschlüsse zeichnen sich durch Wartungsfreiheit und geringe Verdrahtungszeit aus. Die Zugfeder aus rost- und säurebeständigem Stahl zieht den Leiter gegen die galvanisierte Kupferstromschiene. Die Zinnoberfläche garantiert einen geringen Übergangswiderstand und eine hohe Korrosionsbeständigkeit. Die Push-In-Direktsteck-Anschlusstechnik ermöglicht durch einfaches, sicheres Handling eine geringe Verdrahtungszeit. Der abisolierte massive Leiter wird einfach bis zum Anschlag in die Klemmstelle gesteckt.
Dauerhafte Crimpverbindungen
Crimpkontakte, wie sie auch beim High-power-250-A zum Einsatz kommen, lassen sich dagegen maschinell verarbeiten und eignen sich für Anwendungen mit hohen Stückzahlen. Um ein einwandfreies Crimpergebnis zu erreichen, müssen Leitung, Kontakt und Werkzeugeinstellung aufeinander abgestimmt sein. Beim Crimpvorgang wird das zu verbindende Leitermaterial über Fließgrenzen hinaus beansprucht. Dabei werden schlecht leitende Oberflächenschichten aufgebrochen. Verbleibende Andruckkräfte in Längs- und Radialrichtung verhindern das Eindringen korrosiver Medien in die Crimpverbindung. Crimpverbindungen sind ideal bei Applikationen mit erschwerten Betriebsbedingungen wie Temperaturwechsel, Vibration und aggressive Atmosphäre.

PRAXIS PLUS
Für den Hochstromsteckverbinder Rockstar-Highpower-250-A wurde der Crimpkontakt neu konstruiert, sodass er über die jeweilige M25-Kabeleingangsbohrung demontierbar ist. Mehr-, fein- und feinstdrähtige Kupferleiter von 25-, 35-, 50- ,70- oder 95 mm2 lassen sich mit handelsüblichen Crimpwerkzeugen problemlos anschließen. Verwendung finden zum Beispiel die Handcrimpwerkzeuge MTR 160 oder 300 von Weidmüller, Spezialwerkzeuge sind nicht erforderlich.

INFO-TIPP
Unter dem Begriff Quetschverbindung werden alle Anschlussarten zusammengefasst, bei denen der Kupfer-Leiter mit einem Steckkontakt durch Kaltverformung verbunden wird. Informationen über die Werkstoffe sowie das Verfahren gibt das Dokument „Kupfer in der Elektrotechnik“:
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