Markttrend Miniaturisierung - Geräte und Anschlusstechnik immer kleiner
18.08.2016 -
Weil der Trend zur Miniaturisierung in den letzten Jahren deutlich an Fahrt gewonnen hat, werden auch die Schaltschränke kleiner. Dadurch reduziert sich wiederum der verfügbare Platz für die Geräte im Schaltschrank und deren Platinen. Steckverbinder mit deutlich kompakteren Gehäusen unterstützen Gerätehersteller dabei, dem Trend zu folgen. Sowohl der Platz im Schaltschrank, als auch der Platz auf einer Platine entsprechen stets einem Kostenfaktor im Rahmen der Gesamtkosten einer Maschine oder eines Gerätes. Außerdem nimmt die Funktionsdichte in modernen Geräten stetig zu. Somit müssen sich auch Leiterplattenklemmen und Leiterplatten-Steckverbinder nach den neuen Größenvorgaben richten. Folglich ist deren Volumenreduzierung unumgänglich.
Kompakte Gehäuse, schneller Anschluss
Im Kontext der Platzbeschränkungen in Schaltschrank und Gerät hat Phoenix Contact zwei neue Leiterplatten-Steckverbinder im Raster 2,54 mm entwickelt. Die Steckverbinder FMC 0,5 und DFMC 0,5 erfüllen die neuen Anforderungen - kompakte Gehäuseabmessungen und schneller Leiteranschluss. Die Steckverbinder besitzen einen Push-in-Federanschluss mit Federöffner. Neben der direkten Anschlussmöglichkeit von starren und flexiblen Leitern mit Aderendhülse kann die Verdrahtung mit Hilfe eines Schraubendrehers über die farblich abgesetzten Federöffner leicht wieder gelöst werden. Der Klemmraum ist für Leiterquerschnitte von 0,14 bis 0,5 mm² ausgelegt. Die neuen Steckverbinder und die dazugehörigen Stiftleisten von Phoenix Contact erfüllen die Anforderungen des Marktes. Gerätehersteller erhalten jetzt leistungsfähige Steckverbinder, die wenig Platz auf der Leiterplatte und im Gerät benötigen. Für den Endkunden bieten die Stecker zudem eine schnelle, einfache und komfortable Anschlussmöglichkeit. Eine Verarbeitung in hochautomatisierten SMD-Prozessen ist unproblematisch, und ein vergoldetes Kontaktsystem bringt zusätzliche Sicherheit für die Übertragung von Signalen im industriellen Umfeld.
Neue Anschlusstechnik
Die geänderten Marktanforderungen führen dazu, dass auch die Gerätehersteller und deren Kunden ganz neue Ansprüche stellen. Hierbei spielt vor allem die Art der Anschlusstechnik, der Platz auf der Platine sowie die Verarbeitung im Lötprozess eine wichtige Rolle. In der Vergangenheit wurde eine sichere Verbindung zwischen Leitern und der Leiterplatte hauptsächlich über Leiterplattenklemmen oder Leiterplatten-Steckverbinder mit Schraubanschluss hergestellt. In den letzten drei Jahrzehnten ist die Anschlusstechnik deutlich vielfältiger geworden. Zum klassischen Schraubanschluss sind primär die Anschlussarten IDC (Insulation Displacement Connection)-, Zugfeder- und Push-in-Federanschluss hinzugekommen. Die Kontaktierung mit einem IDC-Anschluss bedeutet, dass das Kontaktmetall die Leiterisolierung beim Leiteranschluss durchtrennt, im weiteren Anschlussvorgang dann den Leiter klemmt, und damit eine sichere Verbindung herstellt. Das Besondere an dieser Technik ist, dass eine Leitervorbehandlung nicht erforderlich ist. Um einen Leiter mittels Zugfeder anzuschließen, muss die Käfigfeder vorher mit einem Schraubendreher geöffnet werden. Danach wird der Leiter in den Kontaktierungsbereich der Feder gesteckt. Nach dem Herausziehen des Schraubendrehers schließt sich die Federöffnung wieder, und eine dauerhafte Verbindung ist hergestellt.
Neben diesen beiden genannten Anschlussarten gewinnt vor allem der Push-in-Federanschluss immer mehr an Bedeutung. Der Vorteil dieser Anschlussart liegt darin, dass sich starre und flexible Leiter mit Aderendhülse ohne Öffnen des Klemmraums durch einfaches Hineinstecken kontaktieren lassen. Hier fallen die Zeitersparnis und die damit verbundene Kostenersparnis bei der Geräteverdrahtung besonders ins Gewicht.
Hohe Kontaktdichte
Ein Vorteil des Steckverbinders ist die kompakte Bauform. Der Steckverbinder FMC 0,5 ist ein einreihiger Steckverbinder mit einer Bauhöhe von nur 5,4 mm. Zuvor am Markt verfügbare Stecker im gleichen Raster mit Push-in-Federanschluss und Federöffner waren noch doppelt so hoch. Die Bauhöhe der doppelreihigen Steckverbinder DFMC 0,5 ist mit nur 10,5 mm ebenfalls gering. Damit ist diese Produktfamilie noch einmal kleiner als zwei Stecker vom Typ FMC 0,5 übereinander. So folgen beide Steckverbinder dem Trend der Miniaturisierung - und dem damit verbundenen Trend zu einer hohen Kontaktdichte auf kleinem Raum. Die Steckverbinder beider Produktfamilien sind für Ströme bis 6 A und Spannungen bis 160 V ausgelegt. Außerdem sind sie mit einem vergoldeten Kontaktsystem ausgestattet – das sorgt auch für eine sichere Übertragung von Spannungen und Strömen im Milli-Volt- und Milli-Ampere-Bereich. Der FMC 0,5 ist von 2- bis 16-polig verfügbar, und der DFMC 0,5 besitzt vier bis 32 Leiteranschlüsse. Zur einfachen Spannungsprüfung sind die Steckverbinder mit einem Tippabgriff für eine Prüfspitze mit 0,64 mm Durchmesser versehen.
Vielseitige Einsatzmöglichkeiten
Die Stiftleisten der beiden Produktfamilien sind für den SMD- oder THR-Lötprozess ausgelegt. Sie werden aus dem Kunststoff LCP (Liquid Crystal Polymer) hergestellt, damit sie den hohen Temperaturen im Konvektionsofen standhalten. Für einen sichereren Halt auf der Leiterplatte verfügen alle Stiftleisten über zusätzliche Ankermetalle. Außerdem sind sie in horizontaler und vertikaler Ausführung verfügbar - das sorgt für eine hohe Flexibilität beim Geräte- und Leiterplatten-Design. Zu den einreihigen und doppelreihigen Steckern gehören jeweils passende Stiftleisten.
Die Einsatzmöglichkeiten für die beiden neuen Steckverbinder sind vielseitig, vorzugsweise in der Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik, Automatisierungstechnik und der Energietechnik. Denkbare Applikationen sind Steuerungen, Umrichter und Wechselrichter. Der Schwerpunkt der Einsatzbereiche liegt auf industriellen Applikationen, bei denen Signale auf die Leiterplatte übertragen werden.
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