Hybridsteckverbinder für die IP20- und IP6x-Welt

In der elektrischen Antriebstechnik geht der Trend zur Einkabellösung in Form ei­nes Hybridkabels. Die Verbindung von Motorspannung, internem Temperatur­fühler und einer eventuellen mechanischen Bremse sind die klassi­schen Anfor­derungen an diese Schnittstelle. Manche Anwendungen benötigen auch die Verbindung zu einem Encoder oder Resolver. Als Lösung bietet Weidmüller auf der Leiterplattenseite (IP20) der Frequenzumrichter oder Servoregler sowie auf der Motorseite (IP6x) die Leiterplattensteckverbinder-Generation Omnimate Power Hybrid an. Diese Leiterplattensteckverbinder verbinden in einem einzigen Steckvorgang Energie- und Signalleitungen sowie den Kabelschirm der Hybridleitungen mit dem Gerät und verriegeln automatisch. Somit vereint der Hybridsteckverbinder mit Push-In-Anschlusstechnik die Themen Sicherheit, Miniaturisierung und den Schirmanschluss in einem Produkt. Der M23-Hybridsteckverbinder ist, als robuste und zuverlässige Verbindung am Motor, speziell auf die rauen Umgebungsbedingungen im Maschinen- und Anlagenbau ausgelegt. Kunden können die Verbindung zwischen Leiterplatte und Motor selbst konfektionieren oder anschlussfertig beim Assemblierungsservice von Weidmüller beziehen.

Hybridkabel – One Cable Technology (OCT)

Power-Hybrid-Leiterplattensteckverbinder im Einsatz bei einem äußerst kompakten Dreiachsen-Servoregler. Die Verbindung zu den drei Servomotoren erfolgt über je einen Hybridsteckverbinder. Weidmüller

Im Vergleich zu marktüblichen Mehrachssystemen spart „System-One CM“ von LTI Motion durch den Einsatz des Hybridsteckverbinders bis zu 40 Prozent Platz im Schaltschrank ein. Weidmüller

Der Power-Hybrid-Leiterplattensteckverbinder mit verrastbarem „Push Button“ verfügt über eine schlanke Leitungsführung mit installationsgerechter 30°-Geometrie. Der Abstand zwischen den Gerätereihen kann um bis zu 10 cm geringer ausfallen. Weidmüller

Hybridkabel stellen die Verbindung zwischen Frequenzumrichtern oder Servoreglern und dem Motor her. Bisher erforderte das Anschließen der Leitung drei Steckverbinder: einen Leistungssteckverbinder für den Motoranschluss, einen Signalsteckverbinder, um das Motor-Feedback zu erfassen und eine Schirmauflage zum Schutz des Datenverkehrs vor elektromagnetischen Störimpulsen. Der Omnimate-Hybrid-Steckverbinder kombiniert alle drei Steckverbinder applikationsgerecht zu einer Gesamtlösung. Er ermöglicht ein gleichzeitiges sicheres und „blindes“ Stecken von Energie, Signalen und Schirmung. Dazu gehören beispielsweise die steckbare Schirmauflage oder die automatisch verrastende Einhand-Sicherheitsverriegelung. Selbst bei schwierigen Einbauverhältnissen sorgt diese Funktion für eine intuitive, werkzeuglose Handhabung und eine dauerhaft sichere Kontaktierung. Der Hybridsteckverbinder er­füllt den Berührungsschutz gemäß IEC (UL) 61800-5-1 von 3 oder 5,5 mm. Optio­nal ist er auch mit auf- und festellbaren „Pushern“ und geöffneter Kontaktstelle er­hältlich. Diese Version vereinfacht die Verdrahtung im Feld.

Beispielhafte Anwendungen

Das Automatisierungssystem System-One CM von LTI Motion vereint Steuerungs- und Sicherheitstechnik, eine zentrale Leistungsversorgung sowie Mehrachsregler. Durch die Integration der Safety-Steuerung in die SPS, die Integration eines 500-W-Schaltnetzteils in die Versorgungseinheit und den Einsatz von Doppel- und Dreiachsreglern ist dieses System äußerst kompakt. Einen großen Anteil am hohen Integrationsgrad hat der Omnimate-Power-Hybrid-Steckverbinder. Er erfüllt die Forderungen der Geräte­designer nach hoher Packungsdichte, hoher Stromtragfähigkeit, zuverlässigem Schutz vor elektromagnetischen Störimpulsen (EMV) und komfortabler und sicherer Handhabung. Die Wahl der richtigen Anschlusstechnik und ihrer Kombination ergibt einen Kostenvorteil, der sich vom Gerätedesign, über die Installation bis zum Service der Anlage erstreckt.

Auch Beckhoff Automation verwendet in seinem Multiachs-Servosystem AX8000 eine One Cable Technology (OCT) für Power und Feedback. Durch den Einsatz des Hybridsteckverbinders reduziert sich die Verkabelung auf die obligato­rische Motorleitung, über die auch die Feedbacksignale direkt übertragen werden. Wie bei der sensorlosen Regelung benötigt der Anwender keine zusätzliche Feedbackleitung. Alle benötigten Informationen zur Regelung werden, dank der steckbaren Schirmauflage des Hybridsteckverbinders, störsicher und zuverlässig über eine digitale Schnittstelle übertragen.

Weitere Anwender der speziell auf die Antriebstechnik zugeschnittenen Anschlusslösungen von Weidmüller sind B & R Automation, Getriebetechnik Nord, KEB, Lenze SE, Rockwell Automation, Siemens und Yaskawa.

Aus drei Arbeitsgängen wird einer

Der Omnimate-Power-Hybrid-Steckverbinder ersetzt mit den direkt in den Leis­tungssteckverbinder integrierten Signalkontakten sowie dem steckbaren Kabel­schirm und dem Einhand-Sicherheitsflansch drei Einzelkomponenten und redu­ziert drei separate Arbeitsgänge zu einem. Er löst verschiedene typische Her­ausforderungen beim Gerätedesign. Er bietet eine rastertreue Integration der Signalkontakte in den Leistungsteil. Da­durch lässt sich eine umfangreiche Miniaturisierung beziehungsweise Packungsdichte auf der Leiterplatte und Gerätefront realisieren. Ein Steckvorgang verein­facht Konfektionierung, Inbetriebnahme und Wartung des Gerätes.

Die steckbare Schirmauflage mit einer Federleiste ersetzt zwei Schraubflansche. Das neuartige Konstruktionsdetail garantiert eine si­chere EMV-Abschirmung. Über die steckbare Federleiste erfolgt die Kontaktierung des Kabelschirms automatisch und bedienerunabhängig. Eine bisher zusätzliche Schraubbefestigung für den Schirmanschluss entfällt. Dies spart Platz, Material und Montagezeit.

Die werkzeuglose Schnellverrastung der Einhand-Sicherheitsverriegelung ist als Mittelflansch ausgeführt und ersetzt zwei Außenflansche. Die si­chere und zuverlässige Verrastung des Mittelflansches erfolgt automa­tisch und bedienerunabhängig. Durch die baubreitenneutrale Integration der Signalkontakte wird der Platzbedarf am Gerät und auf der Leiterplatte verringert. Ein intuitives Stecken aller vier Funktionen (Energie, Signale, Schirmung und Verriegelung) ist in einem Arbeitsgang – auch ohne Sicht und bei schwierigen Einbauverhältnissen – problemlos möglich.

Die mehrfache Funktionsintegration von Energie-, Daten- und Signalkontakten sowie der steckbare Kabelschirm und die automatische Verrastung reduzieren die Herstell-, In­stallations- und Instandhaltungskosten deutlich. Weitere Vorteile sind:

• kürzere Installations- und Wartungszeiten
• eine geringere Baugröße des Gerätes
• weniger Platzbedarf im Schaltschrank
• die Vermeidung von Fehlern

Der Abstand zwischen den Gerätereihen kann um bis zu 10 cm geringer ausfal­len, da die installationsgerechte 30°-Geometrie eine schlanke Leitungsführung ermöglicht und die steckbare Kabelschirmauflage einen wesentlich geringeren Monta­geraum benötigen als herkömmliche Schraubflansche. Insgesamt erhöht sich die Anlagenverfügbarkeit durch die neuartige Schirmblechkon­taktierung, den Einhand-Sicherheitsflansch und die integrierten Signalkontakte.

Die Power-Hybrid-Leiterplattensteckverbinder sind mit der Push-In-Anschlusstechnik ausgestattet. Sie ermöglicht eine schnelle Konfektionierung und Installation der Hybrid-Kabel. Bei Push-In wird der massive oder flexible Leiter mit Aderendhülse versehen und einfach in die Klemmstelle gesteckt. Ausgestattet ist das Push-In-Anschlusssystem für den Motoranschluss mit verrastbaren Push Buttons, um eine geöffnete Klemmstelle zu erhalten. Die geöffnete Klemmstelle ermöglicht einen problemlo­sen und sicheren Anschluss, der aus ESD-Gründen relativ kurz abgemantelten Motorleitungen. Nachdem der Leiter in der Klemmstelle eingesteckt ist, wird der Push-In-Kontakt einfach durch seitliches Drücken auf den Push Button geschlossen. Kommen Motoranschlussleitungen ohne Aderendhülsen zum Einsatz oder Leitungen mit kleinem Querschnitt, ist der verrastbare Push Button ebenfalls von Vorteil. Er hält nach Betätigung die Klemmstelle geöffnet, wodurch es dem Monteur möglich ist, die Leitungen auf leichte und komfortable Weise anzuschließen. Einfach gesagt: Der verrastbare Push Button ersetzt in kniffligen Montagesituationen die „dritte Hand“ oder irgendwelche Hilfsmittel.

M23-Hybridsteckverbinder

Die kompakten und robusten M23-Hybridsteckverbinder sind speziell auf den industri­ellen Einsatz sowie raue Umgebungsbe­dingungen im Maschinen- und Anlagenbau abgestimmt, beispielsweise zum Anschließen von elektrischen An­trieben und Servomotoren. Beim Einsatz von Hybridkabeln sind sie eine gute Verbindung in die IP6x-Welt, da sie die in diesem Be­reich geforderte Zuverlässig- und Langlebigkeit gewährleisten. Sie sind resistent gegen das Eindringen von Substanzen, darüber hinaus besitzen die Varianten mit schwar­zem Außenring einen Vibrationsschutz. Für Hybridapplikationen gibt es die 4+4-Variante. Sie besitzt vier Signal­kontakte mit je einem Nennstrom von 8 A und vier Leistungskontakte mit je einem Nennstrom von 28 A. Der Schirm wird auf das Metallgehäuse gelegt. Die Nennspannung für die Signalkontakte beträgt 300 V und für die Leistungskontakte 800 beziehungsweise 600 V. Sowohl als Kabel-/Kupplungs- und Winkelsteckverbinder als auch als Gerätesteckverbinder ist die 4+4-Variante in folgenden Bauformen lieferbar: Vorderwand, mit Rändelmutter, Hinterwand und abgewinkelt.

Assemblierungsservice

Kunden können sich die Verbindung zwi­schen Leiterplatte und Motor selbst konfektionieren oder an­schlussfertig beim Assemblierungsservice beziehen. Vereinfachung von Bestellwesen und Lagerhaltung sind die wichtigsten Vorteile für den Kunden. Da die Beschaffung einzelner Komponenten entfällt, muss er nur eine Bestellnummer verwalten, gleichzeitig werden Artikelvielfalt und Lagerbestände abgebaut.

(ah)