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Topthema TECHNOLOGIE Frank Quast Keine halben Sachen Es gibt ihn „erst“ seit ca. 50 Jahren, doch kaum ein anderes Produkt hat sich so schnell in der Industrie durchgesetzt und verbreitet wie der Rechtecksteckverbinder. Seine Vielfalt liegt vornehmlich im „Inneren“ des schützenden Metallgehäuses. Die Palette der unterschiedlichen Isolierkörper ist riesengroß und deckt nahezu alle Anforderungen der Praxis ab. Diese Arbeitsschritte sind ausschließlich manuell auszuführen und sind je nach Flexibilität des Kabels zeit- und kostenaufwändig. Vor diesem Hintergrund wurde ein Gehäuse entwickelt mit neuen, ungewöhnlichen Ansätzen, um bei Schnittstellen mit sperrigen bzw. hochpoligen Kabeln optimierten Verdrahtungskomfort zu bieten. Schnittdarstellung eines Standard-Industriesteckverbinders Vor diesem Hintergrund erstaunt es um so mehr, dass sich an dem Erscheinungsbild bzw. der Funktionsweise der Metallgehäuse bis heute nur sehr wenig geändert hat. Industriesteckverbinder mit teilbarem Tüllengehäuse STAND DER DINGE Das Gesamtkonstrukt Industriesteckverbinder der Schutzklasse IP 65 besteht kabelseitig aus drei Komponenten: HALBE-HALBE Die grundlegende Neuerung liegt in der vertikalen Teilung des Gehäuses. l Steckverbindereinsatz l Tüllengehäuse l Kabelverschraubung Unabhängig von der Anschlusstechnik des Isolierkörpers benötigt die Konfektionierung eines Industriesteckverbinders fünf grundlegende Schritte. 1. Kabel durch die Kabelverschraubung und durch die Gehäuseöffnung führen 2. Isolierkörper anschließen 3. Isolierkörper mit Kabel in das Tüllengehäuse zurückführen 4. Befestigungsschrauben des Isolierkörpers verschrauben 5. Festziehen der Kabelverschraubung Die beiden Halbschalen ermöglichen ein Öffnen des bisher geschlossenen Tüllengehäuses. Die Arbeitswege beim Konfektionieren verlagern sich somit aus der axialen Ebene in die Horizontale. Das hat Auswirkung auf die Logistik beim Verdrahtungsprozess, da Kabel und Isolierkörper komfortabel an unterschiedlichen Arbeitsstationen zu verbinden sind und erst nachträglich in das Gehäuse eingelegt werden. Konfektionierungen werden dadurch einfacher und sicherer, da das Gehäuseinnere einsehbar und kontrollierbar ist. Um das „geteilte“ Prinzip des Tüllengehäuses komplett umzusetzen, darf die Komponente „Kabelverschraubung“ aus der Betrachtung nicht ausgeschlossen werden. Die meist aus 48 HARTING tec.News 12-I-2004
Messing bestehende Druckschraube entfällt bei dieser Gehäusevariante komplett und der Elastomer der Verschraubung wandert ganzheitlich in das Gehäuse. Parallel zur IP 65-Dichtigkeit bietet dieses Prinzip eine optionale Zugentlastungsschelle, die einen hochwertigen Funktionsschutz bei Zugbelastung des Kabels gewährleistet. Gehäuse und „Kabelverschraubung“ verschmelzen zu einer Einheit. FESTER SITZ AUCH OHNE SCHRAUBEN Ein weiteres Feature zur Reduzierung von Konfektionierungszeiten ist die Isolierkörperaufnahme. Der Kontakteinsatz ruht auf einem patentierten, elektrisch leitenden Druckfedersystem, das zusätzlich die Verbindung zum Erdpotential des Tüllengehäuses realisiert. Das Verschrauben des Isolierkörpers mit dem Tüllengehäuse entfällt. Dieses zeitsparende Befestigungssystem ist für alle harting-Kontakteinsätze ausgelegt und ermöglicht somit maximale Applikationsflexibilität. Gehäuseschale mit Kontakteinsatz für voluminöse Leiterpakete DICHTIGKEIT UNTER RAUEN BEDINGUNGEN Vertikal geteilte Gehäuse stellen hohe Anforderungen an die Gehäusedichtung. Am Sensibelsten ist der Bereich der vertikal verlaufenden Schnurdichtung des Tüllengehäuses, der auf die horizontale Profilgummidichtung des Anbaugehäuses stößt. Um schnell und effektiv an funktionssichere Dichtungskonturen zu gelangen, wurde diese „Stoßstelle“ digital von einem spezialisierten Unternehmen im Rechner nachgebildet. Durch FEM-Analyse (FEM = Finite Elemente Methode) konnte die Volumenverpressung optimiert werden, so dass eine IP 65-Staubund -Strahlwasserdichtigkeit gemäß IEC 60 529 über die gesamte Produktlebensdauer garantiert werden kann. UNGEAHNTE MÖGLICHKEITEN All die genannten Details führen zu einem Industriesteckverbinder, der durch die geteilte Bauweise neue Wege des Zusammenbaus ermöglicht. Das Produkt bietet erweiterten Kabelraum und eine verbesserte Packungsdichte unter Beibehaltung der Steckkompatibilität zu bisherigen Schnittstellen. Die Verkabelung ist einsehbar, was maßgeblich die Sicherheit der Steckverbindung erhöht. Konfektionierungen können bis 25 % schneller ausgeführt werden und durch die horizontale Arbeitsweise sind Automatisierungsansätze in der Konfektionierung möglich geworden. Nicht-linear statische Simulation der Volumenverpressung im Bereich der Schnur- und Profilgummidichtung Frank Quast Product Manager Connectors HARTING Electric GmbH & Co. KG frank.quast@HARTING.com 49
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Messing bestehen<strong>de</strong> Druckschraube entfällt bei dieser Gehäusevariante<br />
komplett und <strong>de</strong>r Elastomer <strong>de</strong>r Verschraubung wan<strong>de</strong>rt<br />
ganzheitlich in das Gehäuse. Parallel zur IP 65-Dichtigkeit bietet<br />
dieses Prinzip eine optionale Zugentlastungsschelle, die einen<br />
hochwertigen Funktionsschutz bei Zugbelastung <strong>de</strong>s Kabels gewährleistet.<br />
Gehäuse und „Kabelverschraubung“ verschmelzen<br />
zu einer Einheit.<br />
FESTER SITZ AUCH OHNE SCHRAUBEN<br />
Ein weiteres Feature zur Reduzierung von Konfektionierungszeiten<br />
ist die Isolierkörperaufnahme. Der Kontakteinsatz ruht auf<br />
einem patentierten, elektrisch leiten<strong>de</strong>n Druckfe<strong>de</strong>rsystem, das<br />
zusätzlich die Verbindung zum Erdpotential <strong>de</strong>s Tüllengehäuses<br />
realisiert. Das Verschrauben <strong>de</strong>s Isolierkörpers mit <strong>de</strong>m Tüllengehäuse<br />
entfällt. Dieses zeitsparen<strong>de</strong> Befestigungssystem ist für<br />
alle <strong>harting</strong>-Kontakteinsätze ausgelegt und ermöglicht somit<br />
maximale Applikationsflexibilität.<br />
Gehäuseschale mit Kontakteinsatz für voluminöse Leiterpakete<br />
DICHTIGKEIT UNTER RAUEN BEDINGUNGEN<br />
Vertikal geteilte Gehäuse stellen hohe Anfor<strong>de</strong>rungen an die<br />
Gehäusedichtung. Am Sensibelsten ist <strong>de</strong>r Bereich <strong>de</strong>r vertikal<br />
verlaufen<strong>de</strong>n Schnurdichtung <strong>de</strong>s Tüllengehäuses, <strong>de</strong>r auf die<br />
horizontale Profilgummidichtung <strong>de</strong>s Anbaugehäuses stößt.<br />
Um schnell und effektiv an funktionssichere Dichtungskonturen<br />
zu gelangen, wur<strong>de</strong> diese „Stoßstelle“ digital von einem<br />
spezialisierten Unternehmen im Rechner nachgebil<strong>de</strong>t. Durch<br />
FEM-Analyse (FEM = Finite Elemente Metho<strong>de</strong>) konnte die Volumenverpressung<br />
optimiert wer<strong>de</strong>n, so dass eine IP 65-Staubund<br />
-Strahlwasserdichtigkeit gemäß IEC 60 529 über die gesamte<br />
Produktlebensdauer garantiert wer<strong>de</strong>n kann.<br />
UNGEAHNTE MÖGLICHKEITEN<br />
All die genannten Details führen zu einem Industriesteckverbin<strong>de</strong>r,<br />
<strong>de</strong>r durch die geteilte Bauweise neue Wege <strong>de</strong>s Zusammenbaus<br />
ermöglicht. Das Produkt bietet erweiterten Kabelraum und<br />
eine verbesserte Packungsdichte unter Beibehaltung <strong>de</strong>r Steckkompatibilität<br />
zu bisherigen Schnittstellen. Die Verkabelung ist<br />
einsehbar, was maßgeblich die Sicherheit <strong>de</strong>r Steckverbindung<br />
erhöht. Konfektionierungen können bis 25 % schneller ausgeführt<br />
wer<strong>de</strong>n und durch die horizontale Arbeitsweise sind Automatisierungsansätze<br />
in <strong>de</strong>r Konfektionierung möglich gewor<strong>de</strong>n.<br />
Nicht-linear statische Simulation <strong>de</strong>r Volumenverpressung<br />
im Bereich <strong>de</strong>r Schnur- und Profilgummidichtung<br />
Frank Quast<br />
Product Manager Connectors<br />
HARTING Electric GmbH & Co. KG<br />
frank.quast@HARTING.com<br />
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