Hybridsteckverbindersystem verringert Verkabelungs- und Wartungsaufwand

Der Verkabelungsaufwand ist bei der konventionellen Verkabelung von elektrischen Motoren, Servoantrieben und Lineareinheiten sehr hoch. Für verschiedene, getrennte Aufgaben werden derzeit oft separate Leitungen für Leistung- und Daten-Signalübertragung eingesetzt. Dieses Verdrahtungskonzept ist nicht nur teuer, sondern auch platz - und wartungsunfreundlich. Das neuentwickelte Hybridsteckverbindersystem CONEC SuperCon verringert den Aufwand durch eine clevere Einkabeltechnologie.

Anlagen- und Maschinenbauer sehen sich bei der Verkabelung einem zunehmenden Kostendruck und der Miniaturisierung der Endgeräte in Verbindung mit einem steigenden Datenvolumen und hohen Übertragungsgeschwindigkeiten konfrontiert. Während beim konventionellen Ansatz jeder einzelne Motor separat und aufwendig mit dem Schaltschrank verkabelt wird, sind beim dezentralen Ansatz viele Verbraucher über eine Daisy Chain mit einheitlichen Verbindungsleitungen verkettet. Die neu entwickelte SuperCon Serie erhöht die Effizienz, weil sie Spannungsversorgung und Datenübertragung über eine speziell entwickelte Hybridleitung zusammenfasst. Diese Einkabeltechnologie entspricht der modernen Verbindungs- und Schnittstellenverdrahtungstechnik.

Identisches Herzstück

Die derzeit drei Baugrößen der CONEC SuperCon Hybridsteckverbinder verwenden alle das identische Herzstück: ein separat geschirmtes 4-poliges Datenelement zur Übertragung von Industrial Ethernet nach ISO 11801 Class D oder alternativ Signale mit Stromstärken bis 3 A. Dabei können Litzenquerschnitte bis AWG22/0,34 mm² und Litzendurchmesser bis 1,6 mm einfach konfektioniert werden. Die durchgängig trapez- förmigen Schirmhülsen des Datenelementes bieten eine 360°-Schirmung über die gesamte Verbindungslänge hinweg. Vervollständigt werden die drei Baugrößen durch eine auf den jeweiligen Anwendungsfall zugeschnittene Anzahl von Leistungskontakten. Die Verriegelung wird mit einem Bajonettschnellverschluss sichergestellt, so dass eine zeitraubende Verschraubung mittels Drehmomentschlüssel entfällt. Durch eine Vierteldrehung wird eine sichere Verbindung und die IP67-Schutzart erreicht. Das Bajonett kann nur verriegelt werden, wenn die Hybridsteckverbinder komplett gesteckt sind. Die Gefahr eines Ausfalls durch nicht komplett gesteckte oder definiert verschraubte Steckverbinder wird somit stark reduziert. Zwei beziehungsweise drei unterschiedliche Codierungen je Steckgesicht sorgen dafür, dass für unterschiedliche Einsatzzwecke untereinander unversteckbare Steckverbinder erzeugt werden können.

Üblicherweise erfolgt vom Schaltschrank aus die Stromversorgung und Ansteuerung jedes einzelnen Motors mit einem separaten Kabel. Durch die Spannungsversorgung und die Datenübertragung im Hybridsteckverbinder lassen sich die Kosten der Verdrahtung verringern und Bauraum einsparen
Verschiedene Steckgesichter der SuperCon Serie

Verschiedene Baugrößen

Der kleinste B12-Hybridsteckverbinder hat zwei vergoldete Leistungskontakte, wobei Litzenquerschnitte bis AWG18/0,75 mm² angeschlossen werden können. Übertragen werden können dadurch maximal 10 A (bei 30 °C) bei einer Bemessungsspannung von 60 VDC. Somit eignet sich diese Baugröße ideal für kleine Gleichstromantriebe oder Sonderfunktionen. Die B17-Hybridsteckverbinder werden mit vier unterschiedlichen Polzahlausprägungen der Leistungskontakte angeboten. Angefangen mit einer 3-poligen (2+PE) Variante mit einem Bemessungsstrom von 14 A (bei 30 °C) und einer Bemessungsspannung von 630 VAC, wobei hier ein Litzenquerschnitt bis AWG16/1,5 mm² verwendet werden kann. Ähnlich aufgebaut sind die Varianten mit 4 (3+PE) beziehungsweise 5 (4+PE) Leistungskontakten. Die technischen Daten entsprechen dabei der 3-poligen (2+PE) Variante. Diese Baugröße eignet sich daher besonders für kleinere Servoantriebe im Anlagenbau, wobei auf eine zusätzliche Schnittstelle, beispielsweise für Resolver oder Bremsen, verzichtet werden kann. Zusätzlich wurde eine Variante mit drei (2+PE) größeren Leistungskontakten konzipiert, die für eine Bemessungsstromstärke von 20 A (bei 30 °C) bei einer Bemessungsspannung von 250 VAC ausgelegt ist. Hierbei können Litzenquerschnitte bis AWG14/2,50 mm² verwendet werden. Dieses Polbild kann beispielsweise bei größeren einphasigen Antrieben oder bei Sonderfunktionen zum Einsatz kommen. Die B23-Hybridsteckverbinder werden mit zwei unterschiedlichen Polzahlausprägungen der Leistungskontakte angeboten. Angefangen mit einer 5-poligen (4+PE) Variante mit einem Bemessungsstrom von 32 A (bei 30 °C) und einer Bemessungsspannung von 630 VAC, wobei hier ein Litzenquerschnitt bis AWG12/4,0 mm² verwendet werden kann. Die Variante mit 6 (3+PE+2) Leistungskontakten bietet zusätzlich zu den vier (3+PE) Kontakten mit je AWG12/4,0 mm²-Litzenquerschnitt noch zwei weitere Leistungskontakte für AWG14/2,5 mm²- Litzenquerschnitt. Diese besitzen einen Bemessungsstrom von 20 A (30 °C) und ebenfalls eine Bemessungsspannung von 630 VAC und können beispielsweise für eine Bremse an Servomotoren verwendet werden.

Manipulationssichere Ausführung

Alle drei Baugrößen sind sowohl in einer manipulationssicheren kunststoffumspritzten Vari- ante als auch in einer feldkonfektionierbaren Variante lieferbar. Die umspritzten Varianten haben den Vorteil, dass eine aufwendige Konfektionierung im Feld und Anschlussfehler vermieden wird. Der Anwender bekommt ein geprüftes Produkt. Zudem bietet diese Variante einen Manipulationsschutz, da ohne Zerstörung keine Änderung vorgenommen werden kann. Eine Herausforderung bestand darin, das Innenleben resistent gegen den hohen Einspritzdruck der circa 220 °C heißen Spritzmasse zu konzipieren. Hier ist man einen innovativen Weg mittels zusätzlichen Dichtelementen gegangen, um das Innere des Steckverbinders zu kapseln. Gleichzeitig sollte eine dauerhaft gute Dichtigkeit des Endproduktes gewährleistet sein, was bei Metall-/Kunststoff-Kombinationen ohne Weiteres nicht möglich ist.

Die dezentrale Verkabelung verkettet viele Verbraucher über eine Daisy Chain mit einheitlichen Verbindungsleitungen

Feldkonfektionierbare Varianten

Sollte es doch einmal notwendig sein, aufgrund örtlicher Gegebenheiten eine Steckverbindung selbst konfektionieren zu müssen, sind sämtliche Baugrößen und Polbilder als feldkonfektionierbare Variante erhältlich. Das Gehäuse besteht dabei aus einem widerstandsfähigen vernickelten Metallgehäuse, wobei sowohl Leitungen mit und ohne Außenschirm eingesetzt werden können. Durch Poka-Yoke ist der Zusammenbau der Steckverbinder sehr einfach und ohne den Einsatz von Spezialwerkzeug durchführbar. Komplettiert wird das Programm durch mehrere Flanschvarianten mit Litzenanschluss. Abhängig vom jeweiligen zur Verfügung stehenden Bauraum sind dabei sowohl Flanschgehäusevarianten für die Frontmontage mit Außengewinde sowie Vierkantgehäuse zum Anschrauben als auch Varianten für die Hinterwandmontage möglich. Insgesamt stehen sechs unterschiedliche Gehäusevarianten zur Verfügung, die fertig angeschlossen, vergossen und geprüft zum Kunden gelangen. Die Datenleitung der Flansche wird dabei standardmäßig mit einem umspritzten RJ45 versehen, um einen direkten Anschluss für Servocontroller oder andere Steuerungen herzustellen. Hybridsteckverbinder werden in vielen Bereichen sicher Marktanteile gewinnen, da die Miniaturisierung stetig voranschreitet und gleichzeitig die Komplexität von Anlagen und Maschinen und damit der Verdrahtungsaufwand zunimmt. Mit der Kombination einer Datenübertragung und der gleichzeitigen Leistungsversorgung von Geräten wurde der erste Grundstein für einen cleveren Lösungsansatz gelegt. Zukünftig werden sicherlich weitere Ausprägungen und Technologien Einzug in Hybridsteckverbindersysteme finden, um den weiter steigenden Anforderungen an die Signal-, Medien- und Leistungsübertragung gerecht zu werden. ■ Autor: Christian Schramm, stellvertretender Entwicklungsleiter Rundsteckverbinder, CONEC Elektronische Bauelemente GmbH

Übersicht über Flanschvarianten

Weitere Informationen:

Supercon

Jetzt Infos anfordern: info@conec.de

 

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