In diesem Blogbeitrag geht es um die Merkmale von Schraub- und Push-in-Klemmen sowie um die Vor- und Nachteile der beiden Anschlusstechniken. Um diese anschaulich zu machen, werden darüber hinaus auch die Ergebnisse eines Praxistests präsentiert, der auf überzeugende Weise die Vorzüge der Push-in-Klemmtechnik bestätigt.
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Klemmen sind wieder lösbare Anschlüsse und Verbindungen, die elektrische Leiter untereinander oder mit anderen Betriebsmitteln dauerhaft mechanisch und elektrisch verbinden. Sie ermöglichen nicht nur eine schnelle, sondern auch eine einfache und sichere Verdrahtung von Schaltanlagen. Dabei bestimmt die Wahl der Klemmtechnik entscheidend die Effizienz der damit verbundenen Prozesse über den gesamten Lebenszyklus der Anlage. Die älteste und am häufigsten verwendete Anschlusstechnik ist die Schraubklemme, wobei diese inzwischen verstärkt von der Federzugklemme und deren Weiterentwicklung, der Push-in-Technik, abgelöst wird.
Schraubklemmen gibt es in einer Vielzahl von Bauformen. Allen gemein ist, dass der Klemmmechanismus über eine Stiftschraube betätigt wird. Dabei wird der Leiter fest gegen einen Riegel aus einer Kupferlegierung gedrückt bzw. geklemmt. Dies erfolgt senkrecht zur Schraube, also in der Regel von oben oder unten, wofür allerdings entsprechend Platz erforderlich ist.
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Die Push-in-Technik basiert auf Steckklemmen, bei denen die Herstellung des elektrischen Kontakts und die Fixierung des Leiters mittels einer Feder erfolgt. Die Feder wird dabei durch das Einschieben des Leiters selbst geöffnet: Starre oder mit Aderendhülse bestückte Leiter können so direkt und ohne Werkzeug angeschlossen werden. Zum Öffnen der Feder und zum Anschluss von flexiblen Leitern ohne Aderendhülse verfügen Push-in-Klemmen über einen Mechanismus, der mit Hilfe von gängigen Schraubendrehern bedient werden kann. Die Leiterklemmkraft ist dabei unabhängig vom Anwender und eine Fehlbedienung ist somit ausgeschlossen. Außerdem erfolgen die Einführung des Leiters und die Betätigung von vorne, was ein kompaktes Gerätedesign ermöglicht und die Handhabung der Push-in-Verbindung vereinfacht.
Bei Schraubklemmen ist das Anzugs-Drehmoment entscheidend für das sichere Klemmen des Leiters. Ist die Klemmkraft der Schraube zu hoch, besteht die Gefahr, dass das weiche Kupfer des Leiterdrahtes beschädigt wird. Zudem kann das Gewinde reißen oder der Schraubenkopf beschädigt werden, was irreparable Schäden an der Klemme verursachen kann. Ist das Drehmoment hingegen zu gering, reicht die Klemmkraft nicht aus und der Leiter kann sich lösen. Dabei droht die elektrische Verbindung verloren zu gehen, wobei die Klemme im schlimmsten Fall durch den steigenden Übergangswiderstand und die damit verbundene Erwärmung „ausbrennen“ kann.
Diese Probleme entfallen bei Push-in-Klemmen. Statt von oben wird der Leiter von vorne eingeführt, was ein kompaktes Gerätedesign ermöglicht und die Handhabung vereinfacht. Doch das Alleinstellungsmerkmal der Push-in-Technologie ist das direkte, werkzeuglose Stecken des Leiters. Eine Hand reicht aus, um den Leiter einzuführen und anzuschließen. Dadurch können Push-in-Klemmen auch von Anwendern mit geringeren technischen Kenntnissen sicher installiert werden.
Die Inbetriebnahme gestaltet sich ebenfalls sehr einfach. Während bei Schraubanschlüssen oftmals empfohlen wird, diese bei der Inbetriebnahme nachzuziehen – ein wesentlicher Zeit- und Kostenfaktor – halten Push-in-Klemmen deutlich höheren Leiterausziehkräften stand. Sie sind daher äußerst stabil gegenüber Vibrations- und Schockbelastungen und gelten als wartungsfrei.
Um die Zuverlässigkeit von Push-in-Anschlüssen zu überprüfen, hat Eaton das unabhängige Prüflabor I²PS mit der Durchführung einiger Tests beauftragt. Diese ergaben nicht nur, dass die Verbindungen rüttelfest gegenüber Vibrationen sind, sondern auch, dass Push-in-Klemmen selbst unter einer stark korrosiven Atmosphäre eine gasdichte elektrische Verbindung gewährleisten. Gleichzeitig konnte die Testreihe auch das Vorurteil ausräumen, wonach sich Push-in-Klemmen angeblich unter Last stärker erwärmen als Schraubanschlüsse. So hat I²PS nachgewiesen, dass die Push-in-Anschlusstechnik teilweise sogar eine geringere Klemmenerwärmung aufweist als Schraubanschlüsse.
Um den Produktivitäts- und Zeitvorteil der Push-in-Technologie unter realen Bedingungen zu überprüfen, hat Eaton gemeinsam mit dem Schalt- und Steuerungsanlagenbauer Hanseatic Power Solutions (kurz HPS) eine Versuchsreihe durchgeführt. Das Ergebnis: Im Vergleich mit Schraubanschlüssen bieten Push-in-Klemmen eine Zeitersparnis von stolzen 50 %. Darüber hinaus lassen sich durch den Einsatz von Schaltgeräten mit Push-in-Anschlüssen die Stillstandzeiten beim Austausch defekter Geräte deutlich reduzieren.
Im Vergleich mit Schraubanschlüssen sind Push-in-Klemmen nicht nur einfacher zu handhaben, sondern bieten auch deutliche Zeit- und Kostenvorteile über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage – daher amortisieren sich selbst eventuelle Mehrkosten für Geräte mit dieser Anschlusstechnik sehr schnell. Weitere Informationen zu diesem Thema sind im Eaton Whitepaper „Von Anfang bis Ende effizienter verdrahten“ sowie in unserem Blogartikel zum Vergleich zwischen Push-in- und Federzugklemmen zu finden.
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