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Bild 2: Sicherungsreihenklemmen mit Push-in-Anschluss: die Vorteile sind die einfache und sichere Verdrahtung, die kompakte Bauweise sowie die universelle Einsetzbarkeit.


(Bild: Phoenix Contact)

Eckdaten

Phoenix Contact hat sein Produktprogramm an Sicherungsklemmen sukzessive erweitert. Neu im Programm sind 4-mm²-Mehrstocklemmen für die Aufnahme von Sicherungselementen Typ G 5 × 20 mm sowie kompakte 6-mm²-Sicherungsklemmen für Typ G 6,3 × 32 mm2.

Schmelzsicherungen gehören zu den ersten Bauteilen in der Geschichte der Elektrotechnik. Als Erfinder gilt Thomas Alva Edison, der im Jahre 1880 die Idee, einen elektrischen Stromkreis mit einer Sollbruchstelle zu schützen, zum Patent anmeldete. Die gewollte Verengung des Leitungsquerschnitts im Stromkreis konzentriert den elektrischen Strom bei Überlastung auf einen definierten Ort. Dieses Grundprinzip findet noch heute bei nahezu allen Sicherungselementen Verwendung.

Schmelzsicherungen – seit Langem bewährt

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Bild 1: Elektrische Defekte in Maschinen und Anlagen können schnell zum Anlagenstillstand führen – ein durchdachtes Sicherungskonzept erhöht die Verfügbarkeit. Phoenix Contact

Aufgabe der Sicherungen ist es, Geräte, Anlagen und Leitungen vor einem Defekt zu schützen. Tritt beispielsweise ein Kurzschluss im Stromkreis eines Gerätes auf, löst der kurzzeitige Überstrom das Sicherungselement aus und trennt den Stromkreis auf, bevor das Gerät zu Schaden kommt. Maßgabe hierbei ist, dass sowohl das Sicherungselement als auch der passende Sicherungsträger – etwa eine Sicherungsklemme – perfekt auf die Applikation abgestimmt sind.

Im Maschinen- und Anlagenbau sind seit Jahren die Feinsicherungen vom Typ G 5 × 20 mm2 und 6,3 × 32 mm2 etabliert – sie kommen immer dann zum Einsatz, wenn eine zuverlässige und präzise Absicherung erforderlich ist. Durch die Vielzahl an verfügbaren Schmelzsicherungstypen – flink oder träge, sandgefüllt, im Glas- oder Keramikgehäuse – Typ-G-Sicherungen sind nahezu in jeder Variation und für jeden Anforderungsbereich erhältlich. Das Format der Sicherungseinsätze ist weltweit standardisiert und seit der ersten Definition in der DIN 41571 seit nunmehr 70 Jahren kaum verändert.

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Bild 2: Sicherungsreihenklemmen mit Push-in-Anschluss: die Vorteile sind die einfache und sichere Verdrahtung, die kompakte Bauweise sowie die universelle Einsetzbarkeit.


Phoenix Contact

Ganz anders sieht das beim Gegenstück aus, dem Sicherungsträger. Getrieben durch Trends wie Kosteneffizienz und Miniaturisierung sind ganz neue Sicherungsklemmen entstanden – auch Phoenix Contact hat sein Produktprogramm hier sukzessive erweitert. Neu im Programm sind 4-mm²-Mehrstocklemmen für die Aufnahme von Sicherungselementen Typ G 5 × 20 mm sowie kompakte 6-mm²-Sicherungsklemmen für Typ G 6,3 × 32 mm2. Alle Serien erscheinen mit konturgleichen Messertrennklemmen und Trennklemmen für Bauteilsteckverbinder – damit kann jeder Applikationsbereich universell gestaltet werden (Bild 2).

Der Leiter kann direkt gesteckt werden

Ausgestattet sind die neuen Sicherungsklemmen mit der inzwischen weit verbreiteten Push-in-Anschlusstechnik. Gegenüber anderen etablierten Anschlusstechniken bietet die Push-in-Technik zahlreiche Vorteile. So arbeitet Push-in nach dem Druckfederprinzip – der Leiter kann direkt gesteckt werden, ohne dass die Klemmstelle vorher geöffnet werden muss. Durch dieses ausgeklügelte Federprinzip der hochlegierten Stahlfeder, die den Leiter gegen den Strombalken drückt, erfolgt die Montage des Leiters mit bis zu 50 Prozent reduzierten Steckkräften. Das verkürzt die Verdrahtungszeiten erheblich und Errichter und Betreiber sparen hier Kosten ein.

Bild 3: Kompaktes und übersichtliches Sicherungskonzept: Mehrstockklemmen mit Push-in-Anschluss schützen Feldgeräte wie Sensoren und Aktoren und sparen dabei bis zu 66 % an Platz gegenüber konventioneller Verdrahtung.

Bild 3: Kompaktes und übersichtliches Sicherungskonzept: Mehrstockklemmen mit Push-in-Anschluss schützen Feldgeräte wie Sensoren und Aktoren und sparen dabei bis zu 66 Prozent an Platz gegenüber konventioneller Verdrahtung. Phoenix Contact

Auch durch ihre geringen Baumaße bieten die Mehrstockklemmen viel Einsparpotenzial. In der klassischen Verdrahtung von Sensoren und Aktoren werden die Spannungsversorgung und der trennbare Signalpfad separat auf nebeneinander liegenden Durchgangsklemmen verdrahtet. Außerdem wird Platz für das Massepotenzial des Leiterschirms benötigt. Große Abstände zum Schaltkasten erfordern hier auch größere Leiterquerschnitte. Für derartige Anforderungen wurde eine Reihenklemmen-Baureihe konzipiert: PT 4-PE/L-HESI. Waren früher für diese Aufgabe mindestens fünf Klemmen erforderlich, wird für den Anschluss heute nur noch ein Klemmenpaar benötigt – eine Mehrstock-Sicherungsklemme und eine konturgleiche Messertrennklemme. Bei einer Teilungsbreite von 6,2 mm lässt sich somit eine Platzreduktion von 18,6 mm erzielen, also 66 Prozent gegenüber den sonst üblichen 31 mm. Mit dem umfassenden Zubehör-Programm des Reihenklemmen-Systems Clipline Complete lassen sich die Klemmen darüber hinaus übersichtlich markieren. Und durch zwei Brückenschächte pro Ebene lassen sich Potenziale mittels Steckbrücken einfach verteilen (Bild 3).

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Bild 4: Intuitive Bedienung und platzsparende Bauweise: ob mit thermischen Geräteschutzschaltern oder mit klassischen KFZ-Schmelzsicherungen - mit den neuen Push-in Sicherungsklemmen von Phoenix Contact ist die Anlage gut abgesichert.

Bild 4: Intuitive Bedienung und platzsparende Bauweise: ob mit thermischen Geräteschutzschaltern oder mit klassischen Kfz-Schmelzsicherungen – mit den Push-in Sicherungsklemmen ist die Anlage gut abgesichert. Phoenix Contact

Nicht nur der Anschluss der Sicherungsklemme muss einfach und intuitiv sein. Auch Bedienung und Austausch eines defekten Sicherungselements dürfen im Einsatzfall nur wenige Augenblicke dauern. Weil die Zeit hier eine dominante Rolle spielt, kommen Flachsicherungen, wie sie etwa im Automotive-Bereich eingesetzt werden, auch im Maschinen- und Anlagenbau zum Einsatz. Für diesen Zweck hat Phoenix Contact eine Sicherungsklemme konzipiert, die Sicherungen im kompakten Format Typ C nach ISO 8820-3 beziehungsweise DIN 72581-3 aufnimmt.

Farblich codierte Sicherungen sind weltweit verfügbar

Die je nach Stromstärke farblich codierten Sicherungen sind weltweit verfügbar. Zwar gibt es die Schmelzsicherungen nur für Kleinspannungen bis 48 V, dafür bietet der genormte Sicherungsträger aber noch weitere Verwendungsmöglichkeiten auch für höhere Spannungen bis 250 VAC. Denn in den genormten Flachsicherungs-Schaft passen auch thermische Schutzschalter – kurz TCP genannt, die eine Sicherungsklemme in einen Sicherungsautomaten verwandeln. Die thermischen Geräteschutzschalter haben neben der höheren Nennspannung noch weitere Vorteile. So lassen sich die Automaten wieder einschalten, und Strompfade lassen sich mittels Bedienelement freischalten. Schmelzsicherungen hingegen sind irreparabel und müssen nach einer Auslösung ausgetauscht werden.

Darüber hinaus ist die Baubreite im Vergleich zu herkömmlichen Sicherungsautomaten deutlich schmaler, sodass auch hier viel Platz im Schaltschrank gespart wird. Die Sicherungsreihenklemme PT 6-FSI/C ist mit einem Nennquerschnitt von 6 mm² auch für Nennströme bis 30 A geeignet – ein Leistungsbereich, in dem zahlreiche elektrische Geräte betrieben werden (Bild 4).

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Anordnung einzeln (links) oder im Verbund (rechts): die maximale Verlustleistung der Doppelstocklemmen PTTB 4-HESI (5 × 20) hängt davon ab, ob sie als Überlast- und Kurzschlussschutz oder ausschließlich als Kurzschlussschutz eingesetzt werden. Phoenix Contact

Prüfungen von Sicherungsklemmen nach IEC 60947-7-3

Sicherungsklemmen sind als Teil der Reihenklemmenfamilie normativ in der IEC 60947-7-3 definiert. Neben den für Reihenklemmen üblichen Standardprüfungen werden spezifische Sicherungsklemmen-Prüfungen durchgeführt. Hinzu kommen Umwelt, Schock- und Vibrationsprüfungen, die Phoenix Contact im hauseigenen Prüflabor durchführt.

Zu den kritischen Prüfpunkten gehört die Ermittlung der Verlustleistung. Sicherungselemente erzeugen aufgrund der Beschaffenheit Wärme im Nennbetrieb. Grenztemperaturen von Kunststoffen und berührbaren Metallteilen dürfen aber nicht überschritten werden. Zur Ermittlung werden Sicherungsklemmen mit Thermoelementen ausgestattet, die die Temperatur in Einzel- und Verbundanordnung überwachen. Kunststoffteile müssen unterhalb des RTI-Wertes (Relativer Temperaturindex) bleiben, der bei Polyamid 6,6 130 °C beträgt. Berührbare Metallteile dürfen 85 °C nicht überschreiten. Die daraus resultierenden maximalen Nennströme und maximalen Verlustleistungen der Sicherungselemente müssen unbedingt eingehalten werden.

Für Kfz-Sicherungen nach ISO 8820-3 sind darüber hinaus anwendungsgerechte Derating-Kurven verfügbar, die in Abstimmung mit dem Sicherungshersteller anzuwenden sind. Grundsätzlich empfiehlt die ISO 8820-2 einen maximalen Belastungsstrom der Sicherungen von 70 und die DIN 72587-3 von 80 %.

Moritz Krink

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Produkt-Marketing Reihenklemmen, Business Unit Industrial Cabinet Connectivity, Phoenix Contact, Blomberg

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