Anschlusstechnik für Kupfer und Licht
Immer weniger Spezialwerkzeuge
Ob Industrial Ethernet oder Profinet - die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Anschlusstechnik in der Feldverkabelung wachsen stetig. Entscheidend für eine hochwertige Installation sind das Zusammenspiel aller Leitungs- und Steckverbinderkomponenten und das richtige Werkzeug. Da sich die Konfektionierung der Steckverbinder jedoch immer einfacher gestaltet, ist auch weniger Werkzeug nötig.
Die industrielle Kommunikation erfolgt häufig nicht unter idealen, sondern unter extremen und rauen Einsatzbedingungen. Daher muss der Anwender bei der Auswahl der Komponenten neben den übertragungstechnischen Eigenschaften auch stets die Umgebungsbedingungen im Blick haben:
Erfolgt der Einsatz innerhalb oder außerhalb des Schaltschranks?
Ist die Verbindung mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt?
Gibt es elektromagnetische Störeinflüsse?
Wie lang darf die Leitung maximal sein?
Wie hoch ist die geforderte Datenrate?
Diese Faktoren haben einen beachtlichen Einfluss auf die Auswahl der richtigen Komponenten und deren Verbindungstechnik. Fällt die Entscheidung auf eine kupferbasierende Lösung, ist der Einsatz von robusten RJ45-Steckverbindern mit IDC-Anschlusstechnik sinnvoll - IDC steht dabei für Insulation Displacement Connection (siehe Kasten Seite 27). Bei der Wahl eines optischen Systems mit Steckverbindern der Typen LC, SC, SC Duplex oder SC-RJ setzen sich abhängig vom Fasertyp der mechanische Spleiß oder eine einfache Klemm-/Cleave-Technik bei der Feldinstallation mehr und mehr durch.
Kupfer-Konfektionierung für Feld oder Schaltschrank
Unabhängig vom eingesetzten Steckverbindersystem - RJ45, Push-Pull oder Variante 6 - kommt bei der Feldinstallation zunehmend die bequeme und sichere IDC-Anschlusstechnik zum Einsatz. Aber auch bei der vermeintlich einfachen Installation mittels feldkonfektionierbarer Steckverbinder gibt es einiges zu beachten. Wichtig ist dabei nicht nur, dass die mechanischen Leitungsparamter - wie etwa der Durchmesser - zum gewählten Steckverbinder passen, sondern auch, dass das verwendete Mantelmaterial und der Litzenaufbau freigegeben sind. Denn nur dann kann eine langlebige Kontaktierung erfolgen.
Die von Phoenix Contact entwickelten Schneiden des neuen Steckverbindertyps "RJ45 Industrial" sind beispielsweise so konzipiert, dass nicht nur die Erstkontaktierung sicher gelingt. Auch unter extremen Bedingungen über einen langen Zeitraum ist die Kontaktierung der Litze im Steckverbinder gemäß DIN EN 60352-4 sichergestellt.
Mithilfe des Absetzwerkzeuges entfernt der Installateur den Mantel der Leitung und bringt den Schirm auf Länge. Abhängig vom Leitungstyp ist dann lediglich noch der Twist oder die Verdrillung der Einzeladern aufzulösen. Zu positionieren sind die Adern gemäß Aufdruck auf dem Kabel-Manager. Im dann folgenden Schritt wird die Ader auf Länge geschnitten und die Beschaltungsklappe von Hand geschlossen. Damit ist die Verbindung fertig. Dabei spielt es auch keine Rolle, ob der RJ45-Steckverbinder in der Schutzart IP20 im Schaltschrank zum Einsatz kommt oder als Variante 14 des Push-Pull-Steckverbinders in der Schutzart IP65/67 im Feld.
Konfektionierung der polymeroptischen Faser (POF)
Für Steckverbindersysteme mit polymeroptischer Faser (POF, auch optische Polymerfaser) - wie etwa SC-RJ, Push-Pull oder Variante 6 - hat sich eine präzise Schneidetechnik etabliert. Mithilfe eines neu entwickelten Abmantelwerkzeugs lässt sich der Kabelmantel auf einfache Weise entfernen. Der Einsatz dieses Werkzeuges stellt sicher, dass die empfindlichen Fasern im Inneren der Leitung nicht aus Versehen beschädigt werden. Das Füllmaterial der Leitung schneidet der Installateur zunächst mit der Aramidschere aus dem Werkzeug-Set ab. Dann kommt das eigentliche Konfektionierwerkzeug zum Einsatz: Die beiden freigelegten Fasern werden gleichzeitig auf eine Länge gekürzt - ein wichtiger Schritt, um später auch Duplex-Steckverbinder zu verarbeiten.
Nach diesen Vorbereitungen schiebt der Installateur dann je nach Steckverbindertyp den Knickschutz mit der Zugentlastungsrändelung auf. Anschließend erfolgt die eigentliche Konfektion der Einzeladern mit einer speziell von Phoenix Contact entwickelten Präzisionsklinge. Dieser serielle Prozess erzeugt eine Faserstirnfläche mit einer reproduzierbaren Qualität, die nicht umständlich nachzupolieren ist. Diesen Vorteil bieten Konfektioniersysteme mit schwingender oder drehender Klinge nicht, da sich die Schnittposition zum Faserkern mit jeder Konfektion ändert. Zuletzt gilt es nur noch, die Fasern in den Ferrulen zu verschrauben. Damit ist die Verbindung hergestellt.
Kunststoffbeschichtete Glaslichtwellenleiter (PCF, Polymer Cladded Fiber) sind seit vielen Jahren auf dem Markt - sie sind robust und lassen sich bequem und sicher konfektionieren. Dabei kommt die am Markt gängige sogenannte "Crimp and Cleave"-Technik zum Einsatz.
Wie bei der Polymerfaser ist auch hier zunächst der Kabelmantel zu entfernen. Knickschutztülle und Crimp-Hülse des Steckverbinders schiebt der Installateur über die einzelnen Adern und isoliert sie ab. Der im Werkzeug-Set vorhandene sogenannte Wire Stripper entfernt den Kunststoffüberzug (Coating) der Fasern separat. Denn nur so lässt sich eine Beschädigung der Faserkerne verhindern. Auf die so vorbereitete Faser wird dann die 2,5-mm-Ferrule aufgeschoben. Daraufhin vercrimpt der Installateur die Ferrule mittig und am Ende. Anschließend bricht er an der Ferrulen-Stirnseite die Faser mit dem Cleaver. Zuletzt wird die Ferrule in einen SC-Klemmkörper verrastet. Neben dem SC-Duplex-Steckverbinder ist auf diese Weise auch ein SC-RJ-Steckverbinder konfektionierbar.
Auch für die Glasfaser (GOF, Glass Optical Fiber) gibt es eine neue und vereinfachte portable Konfektionierlösung für den Einsatz im Feld - die populären Steckverbindertypen LC, SC, SC-Duplex und SC-RJ sind damit konfektionierbar. Dabei spielt es keine Rolle, ob eine Multimode- oder Singlemode-Faser zum Einsatz kommt.
Bei der Konfektionierung von GOF bereitet der Installateur die Leitung zunächst mit dem Abisolierwerkzeug vor, bevor er den Knickschutz überschiebt. Der Kunststoffüberzug (Coating) der Faser wird entfernt und die blanke Faser mit einem Reinigungstuch gesäubert. Anschließend steckt er die Faser mit einem handelsüblichen 8-Grad-Cleaver und bricht sie präzise. Dann kommt sie vorsichtig in den Steckverbinder.
Mithilfe der Rotlichtquelle kann der Installateur nun durch das seitliche Fenster des Steckverbinders kontrollieren, ob die Faser korrekt in der Ferrule positioniert ist. Ein Druck auf dieses seitliche Fenster fixiert die Faser. Abhängig vom verwendetem Kabeltyp muss noch eine ausreichende Zugentlastung erfolgen, dann ist die Verbindung vollständig. Da der gesamte Konfektioniervorgang weniger als eine Minute dauert, ist dieses Verfahren eine interessante Alternative zum Spleißen.
Fazit
Für alle beschriebenen Steckverbinder- und Leitungstypen - also für die gängigen Übertragungstechniken Kupfer, POF, PCF oder GOF - bieten Hersteller wie Phoenix Contact einfache und zugleich hochwertige Lösungen zur Konfektion im Feld an. Um die benötigte Werkzeugvielfalt deutlich zu reduzieren, geht hier der Trend zu Standardwerkzeugen. Diese sind im Feld schnell verfügbar und bieten Dank der neuen Steckverbindersysteme eine einfache Installation und Handhabung.
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