Wellenlötfähige Hochstrom-Leiterplattenklemmen im Trend

Hohe Stromtragfähigkeit

Viele Möglichkeiten, Strom auf die Leiterplatte zu übertragen, sind kostenintensiv und aufwendig. Leistungsfähige lötfähige Leiterplattenklemmen bilden eine ideale Alternative, wenn es um die sichere Kontaktierung geht. Mit einer Stromtragfähigkeit von bis zu 232A ist die neu entwickelte MKDSP 95 die weltweit leistungsfähigste wellenlötfähige Leiterplattenklemme (Bild 1).

Gerätehersteller von Hochstrom-Applikationen kennen viele Wege, den Strom auf die Leiterplatte zu übertragen. Diese sind in der Regel kostenintensiv und oftmals in der Montage aufwendig. Angefangen bei Stromschienen mit aufwendigen Verkabelungen über komplizierte Montagen mit Ringkabelschuhen bis hin zu außen liegenden Verdrahtungen gibt es hier unterschiedliche Lösungsansätze.

Lötfähige Klemmen als Alternative

Mit jeder Gerätegeneration stehen die Gerätehersteller vor der Herausforderung, mit ihrem Produkt kompakter und wirtschaftlicher – und dabei gleichzeitig auch leistungsfähiger und servicefreundlicher zu werden. Aus diesem Grund werden immer mehr Bauteile und Funktionen auf leistungsfähigen Leiterplatten angeordnet. Bei Hochstrom-Anwendungen werden Leiterplatten oftmals in Multilayer-Technik ausgeführt, die eine entsprechende Anschlusstechnik erfordert. Dabei gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Bei Strömen über 20A wird häufig die Einpresstechnik verwendet. Hierbei werden massive Kontaktelemente auf die Leiterplatte gepresst. Diese Technik hat jedoch einen Nachteil: sie muss in einem separaten Arbeitsgang neben dem Löten erfolgen, und die massiven Kontaktelemente müssen mit Ringkabelschuhen und einer Sechskantmutter kontaktiert werden. Eine andere – bei Geräteherstellern ebenso weit verbreitete – Lösung basiert auf Kupferschienen. In der Regel bestehen diese Lösungen aus massiven hochleitfähigen Kupferprofilen, die wie Einpresselemente mit einem passenden Ringkabelschuh kontaktiert werden können. Diese Lösungen ziehen einen hohen Montage-Aufwand in der Produktion nach sich, da sie aus vielen Einzelteilen bestehen – Schrauben, Kupferschienen, Kunststoffteile und Abstandshalter. Gleichzeitig ist der Anschluss unkomfortabel, denn der Installateur benötigt dazu die passenden Ringkabelschuhe und die dazugehörige Crimp-Zange, um das Gerät in Betrieb zu nehmen.

Vielfalt in der Anschlusstechnik

Eine interessante Alternative zu Kupferschienen-Lösungen sind leistungsfähige und wellenlötfähige Leiterplattenklemmen in Verbindung mit einer Multilayer-Leiterplatte. Die Klemmen sind mit verschiedenen Anschlusstechniken ausgestattet, um die unterschiedlichen Anforderungen der Gerätehersteller zu erfüllen. Das Spektrum reicht vom klassischen Schraubanschluss mit Zughülse bis hin zur Schnellanschlusstechnik. In den Leiterplattenklemmen von Phoenix Contact kommen im Wesentlichen zwei verschiedene Schnellanschlusstechniken zum Einsatz – der Push-in-Anschluss und der Push-Lock-Federanschluss (siehe Kastentext). Für vorkonfektionierte flexible Leiter mit Aderendhülse ist der Push-in-Anschluss in der SPT-Serie der optimale Anschluss – zum Beispiel für die interne Geräteverdrahtung. Der Leiter kann direkt und werkzeuglos in die Klemmstelle eingeführt werden. Hier erfolgt durch die Feder eine sichere Kontaktierung, und es entfällt eine potentielle Fehlerquelle, die in der industriellen Serienfertigung auftreten kann: ein falsches Anzugsdrehmoment der Klemmstelle. Eine weitere Schnellanschlusstechnik ist der Push-Lock-Federkraftanschluss bei der PL-Serie. Diese Technik basiert auf dem ‚Einhand-Kipphebel-Prinzip‘ und ermöglicht so den einfachen und werkzeuglosen Anschluss eines Leiters mit und ohne Aderendhülse. Durch die orangefarbenen Hebel ist eine intuitive Bedienung mit anwendergerechten Bedienkräften möglich. Diese Bedienung ist nicht nur bei der internen Geräteverdrahtung von Vorteil, sondern auch bei der Feldverdrahtung. Die Push-in-Technik der SPT-Serie bietet einen Anschlussquerschnitt von bis zu 35mm² für einen Strom von bis zu 125A. (Bild 2) Mit der Push-Lock-Technologie werden Leiter bis zu 16mm² angeschlossen und Ströme von bis zu 76A übertragen.

Bis zu 232A auf die Leiterplatte

Für Anwendungen, die noch leistungsfähiger sein müssen, wurde die Hochleistungs-Leiterplattenklemme MKDSP 95 entwickelt. Die Klemme verfügt über eine Stromtragfähigkeit von 232A und ein Leiteranschlussvermögen von bis zu 95mm² im kompakten 20mm-Raster (Bild 3). Für den internationalen Einsatz hat die Klemme eine uneingeschränkte 600V UL-Zulassung nach 1059 mit einem Strom von 200A in der Usegroup C. Damit wird die bestehende umfangreiche Serie der Leiterplattenklemmen von Phoenix Contact um die weltweit leistungsfähigste wellenlötfähige Leiterplattenklemme ergänzt. Die in diesen Klemmen genutzte Anschlusstechnik – Schraubanschluss mit Zughülse – ist seit Jahrzehnten im Einsatz und ist heute trotz Schnellanschlusstechnik noch immer aktuell. Um das Anzugsdrehmoment auch bei großen Leitungsquerschnitten von bis zu 95mm² sicher zu übertragen, besitzt die Klemme einen Torx-Antrieb. Hierdurch können alle in der Industrie üblichen Leiter mit und ohne Aderendhülse angeschlossen werden. Die Leiterplattenklemme MKDSP 95 kann mit einer Multilayer-Leiterplatte mit anderen Bauteilen in einem normalen Wellenlötprozess verarbeitet werden. Somit werden die Herstellkosten durch entfallende Montageprozesse reduziert. Gleichzeitig kann eine Leiterplatten-basierte Lösung im Gegensatz zu einer herkömmlichen Kupferschienenlösung kompakter ausgeführt werden. Dadurch wird das Gerät kleiner, und das Schaltschrankvolumen kann ebenfalls reduziert werden.

Fazit

Wellenlötfähige Leiterplattenklemmen sind im industriellen Umfeld eine gute Alternative zu anderen Anschlusstechniken. Sie ermöglichen eine effizientere und intelligentere Verdrahtung, durch die Montagezeiten reduziert und damit Kosten gespart werden.