Themen 29. April 2022

Leiterplattenanschluss mit Hebel: Mit der Miniaturisierung Schritt halten

Leitungs- und Signalebene sind heute auf der Leiterplatte zusammengefasst. Die daraus resultierende höhere Leistungsdichte verändert die Anforderungen an die Anschlusstechnik.

Jeder kennt es von seinem Computer: die Geräte sind in den vergangenen Jahren immer kleiner geworden. Füllte der heimische PC zur Jahrtausendwende noch über 60 cm hohe sogenannte Big-Tower, schrumpfte die Hardware über die Jahre und findet heute in notizblockgroßen Gehäusen Platz, die sich bequem in die Tasche stecken lassen.

WAGO Leiterplatten-Anschlusstechnik mit Hebel:

Intuitiv: Werkzeuglose, intuitive Betätigung durch Hebelanschluss
Sicher: Eindeutige Raststellung des Hebels (geöffnet/geschlossen)
Werkzeuglos: Für mehr Schnelligkeit und Komfort bei der Verdrahtung

Ähnlich sieht es bei der Elektronik von Maschinen und Anlagen in der Industrie aus; auch sie schrumpfen stetig. Beispiel Motorsteuerung: Wo früher noch platzintensive Schützschaltungen erforderlich waren, bilden heute Motor, Getriebe und Umrichter eine kompakte, intelligente und leistungsstarke Einheit.

Diese Entwicklung hat auch Auswirkungen auf die Elektronik, wie sie in Antrieben oder Wechselrichtern zum Einsatz kommt. Die Trennung von Signalebene und aus dem immer kleiner werdenden Bauraum der Leiterplatten müssen die Komponenten ständig dichter zusammenrücken – bei gleichbleibender oder sogar steigender Anschlussleistung. Das hat Einfluss auf das Leiterplattendesign und damit auf die Anschlusstechnik.

Hohe Anforderung auch an kleine Bauteile

Leiterplattenklemmen und -steckverbinder müssen heute entsprechend kompakt sein und zugleich hohe Ströme zuverlässig übertragen. Um auch unter anspruchsvollen Bedingungen zu bestehen, beispielsweise bei Vibrationen und Temperaturschwankungen, müssen sie Komponenten in Verbindung mit der Leiterplatte zuverlässig arbeiten. Zugleich müssen Elektronikentwickler die Wirtschaftlichkeit im Blick haben. Bezogen auf die Anschlusstechnik bedeutet das: Der Preis spielt zwar eine wichtige Rolle, die Komponenten müssen darüber hinaus aber auch durch konstruktive und funktionelle Features überzeugen, die Flexibilität für das Leiterplattendesign garantieren und eine optimale Handhabung ermöglichen.

Hervorragend auf die Bedürfnisse von Elektronikentwicklern abgestimmt sind die aktuellen Leiterplattenklemmen und -steckverbinder mit Hebel aus dem Hause WAGO. Das umfasst Klemmen für die Nennquerschnitte 1,5; 2,5; 4; 6 und 16 mm² bei Bemessungsdaten bis 1.000 V und 76 A. Zentraler Kern ist die Anschlusstechnik mit Push-in CAGE CLAMP^®.

Die Federklemme mit Direktstecktechnik ist bereits seit Jahren beispielsweise in Reihenklemmen, Steckverbindern und Leiterplattenklemmen des Verbindungstechnikherstellers WAGO im Einsatz und gilt in Industrie- und Transportanwendungen als Standard für eine sichere und wartungsfreie Verbindungstechnik für alle Leiterarten.

Platzersparnis auf der Leiterplatte

Neben ihrer Zuverlässigkeit bei der Kontaktierung bieten die Leiterplattenklemmen und steckverbinder einen besonderen Vorteil hinsichtlich der Platzersparnis: über den jeweiligen Nennquerschnitt hinaus ermöglichen sie größtenteils, ein- und feindrähtige Leiter mit dem nächstgrößeren Querschnitt anzuschließen. Auf die Weise lassen sich beispielsweise bei Netzgeräten, PV-Wechselrichter, Wallboxen oder Frequenzumrichter in einer höheren Leistungsklasse mit einem feindrähtigen Leiter (10 mm²) betreiben. Für den Anschluss mit einem 10-mm²-Leiter ist dann die 6-mm²-Leiterplattenklemme ausreichend, für die sonst auf eine 16-mm²-Klemme zurückgegriffen werden müsste. Die Platzersparnis auf der Leiterplatte liegt somit bei über 55 %.

Insbesondere der Einsatz eines Steckverbinders bietet dem Anwender maximalen Komfort. Durch Ziehen der Steckverbindung lassen sich auch Geräte in schwer zugänglichen Bereichen einfach verdrahten. Dank des Hebels lässt sich der Steckverbinder einfach in der Hand verdrahten, die oft herbeigesehnte dritte Hand zum Händeln von Steckverbinder, Leiter und Werkzeug wird so überflüssig.

Schnelligkeit und Bedienkomfort bei der Verdrahtung

Neben dem Platzbedarf ist die schnelle Verdrahtung ein wichtiger Faktor, um möglichst kurze Montagezeiten zu gewährleisten. Entwickler, die sich für diese Leiterplattenklemmen oder -steckverbinder entscheiden, profitieren vom direkten Stecken eindrähtiger Leiter und feindrähtiger Leiter mit Aderendhülse. So ist die Verdrahtung binnen weniger Sekunden möglich.

Sollen einzelne Baugruppen vom Hersteller lediglich vorbereitet und später im Feld für den Betrieb final verdrahtet werden, ist eine komfortable und eindeutige Bedienbarkeit der Anschlusspunkte entscheidend. Um hier den Bedürfnissen gerecht zu werden, hat das Unternehmen aus Minden mit den Serien 2601, 2604, 2606 und 2616 Leiterplattenklemmen und den Steckverbindern der Serien 2734, 2231, 2721 , 831 und 832 auf den Markt gebracht, die kompakte Abmessungen und eine hohe Stromtragfähigkeit mit einer intuitiven und werkzeuglosen Handhabung durch einen Hebel vereinen. Aufgrund seiner einfachen Bedienbarkeit und da die jeweiligen Raststellungen (offen/geschlossen) klar zu erkennen sind, erweist sich dieser als besonders benutzerfreundlich.

Vor allem beim Schließen der Klemmstelle ist die Leichtigkeit des Hebels von Vorteil: Die Kraft der geöffneten Feder sorgt dafür, dass der Hebel sich bereits bei geringem Kraftaufwand schließt und so immer eine sichere Kontaktierung der Klemmstelle gegeben ist. Fehler in der Handhabung sind dadurch nahezu ausgeschlossen.

Flexibilität für den Designprozess

Beim Design ihrer Schaltungen möchten Entwickler sich nicht an der Anschlusstechnik ausrichten, sondern diese möglichst einfach und kostengünstig ergänzen, nachdem die jeweilige Hauptfunktionalität der Leiterplatte bereits realisiert ist. Das bedeutet im Umkehrschluss: Komponenten für die Anschlusstechnik müssen sich besonders flexibel in das Gesamtdesign integrieren lassen. Die Leiterplattenklemmen und -Steckverbinder ermöglichen den Leiteranschluss horizontal und vertikal zur Leiterplatte.

Konstruktiver Vorteil durch Hebel

Die Varianten mit Hebel bringen einen weiteren konstruktiven Vorteil: Im geöffneten Zustand steht der Hebel in einem Winkel von 60° zur Klemme, sodass eine einfache Bedienung auch dann möglich ist, wenn der Leiteranschluss vertikal zur Leiterplatte erfolgt. In diesem Fall liegt der geöffnete Hebel nicht auf der Leiterplatte auf, sodass sich die Klemmstelle komfortabler schließen lässt und zugleich das Risiko minimiert wird, die Leiterplatte zu beschädigen. Darüber hinaus bleibt der Bauraum frei für weitere flachbauende Komponenten, beispielsweise SMD-Widerstände.

Die Leiterplattenklemmen und steckverbinder bilden ein Produktsortiment, das den hohen Anforderungen gerecht wird. Sie vereinen kompakte Abmessung, eine hohe Stromtragfähigkeit und Komfort bei der Verdrahtung mit einem besonders hohen Maß an Designfreiheit.

Autoren

Viktor Dick

Viktor Dick ist Product Manager für den Bereich PCB Connections bei WAGO in Minden. Er ist unter anderem für Leiterplatten-Klemmen mit Hebel verantwortlich.

Lukas Westermeier

Lukas Westermeier ist Product Manager für den Bereich PCB Connections bei WAGO in Minden. Er ist unter anderem für Leiterplatten-Steckverbinder mit Hebel verantwortlich.

Produktübersicht

Leiterplattenklemmen und
Leiterplatten-Steckverbinder mit Hebeln

WAGO bietet ein breites Portfolio von besonders kompakten Leiterplattenklemmen und -Steckverbindern mit Hebeln bis hin zu Produkten für Leistungselektronik.

MCS: Durchgängige Systemverdrahtung mit Leiterplatten-Steckverbindern

Das MULTI CONNECTION SYSTEM MCS von WAGO ist das vielfältige Steckverbindersystem mit überzeugenden Lösungen für Ihre Anwendungen.