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IEC-Gerätesteckvorrichtungen sicher, einfach und flexibelPassende Stromzuführungssysteme einfach ausgewählt

Steckbare Stromzuführungen nach IEC 60320 bieten ein hohes Mass an Flexibilität und

Effizienz. Gleichzeitig ist kompromisslose Sicherheit gefordert. Steckbare Stromzufüh-

rungen werden den stetig steigenden Bedürfnissen nach einfacher Bedienung und hoher

Sicherheit gerecht. Für SCHURTER ist diese Produktlinie ein zentraler Bestandteil des

Produktsortiments [�]. Der Service "Mating Connectors" [2] auf der Website bietet Unter-

stützung bei der Auswahl von Stromzuführungssystemen und vereinfacht die Produktse-

lektion.

Abbildung �: Anordnungsbeispiel mit Begriffen Steckbare Stromzuführungen werden beispiels- weise in Geräten für den Officebereich, Mess technik, Informationstechnologie sowie Medi- zintechnik verwendet. Die meisten dieser Geräte

werden weltweit vertrieben und eingesetzt. Aus diesem Grund muss jedes Gerät betreffend der Stromzuführung den länderspezifischen Gegebenheiten angepasst werden (z. B. unterschiedliche Netzanschlussstecker für D, GB, USA, usw.). Dies führt zu unterschiedlichen Anforderungen über den gesamten Lebenszyklus

der Geräte von der Gerätemontage, dem Gerätetest, über die Logistik, bis hin zur Wartung. Im Gegensatz zu fest angeschlossenen Stromzuführungen lassen sich mit steckbaren Stromzuführungen nach IEC 60320 die unterschiedlichen Anforderungen einfacher erfüllen. Kosten und Aufwand werden in den

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einzelnen Phasen eines Produktlebenszyklus auf ein Minimum reduziert. Der Trend hin zu steckbaren Stromzuführungen hält an.

Abbildung 1 verdeutlicht die Vielfalt der steckbaren Stromzuführungen und zeigt die unterschiedlichen Komponenten.

Die einzelnen Bezeichnungen in Abbildung � werden im Folgenden erklärt

Gerätesteckvorrichtung bezeichnet eine Vorrichtung zum Anschluss einer beweglichen Leitung an ein Gerät oder eine andere Einrichtung. Eine Gerätesteckvorrichtung besteht aus einem Gerätestecker und einer Gerätesteckdose.

Nachfolgend sind die grundsätzlichen Unterschiede der verschiedenen Stecker- und Dosenkomponenten der Normen für Gerätesteckvorrichtung (IEC 60320-1) und Netzweiterverbindungsleitungen (IEC 60320-2-2) am Beispiel 10 A, Schutzklasse I, Stifttemperatur 70 °C aufgezeigt.

Abbildung 2: Unterschiede der Komponenten der beiden Normen IEC 60320-� und IEC 60320-2-2

Unter Netzanschlussleitung versteht man nach IEC eine bewegliche Leitung, die mit einem Netz-anschlussstecker und einer Gerätesteckdose bestückt ist. Sie ist bestimmt für den Anschluss eines elektrischen Gerätes an das Netz.

Netzweiterverbindungsleitung ist eine bau-liche Einheit, bestehend aus einer beweglichen Leitung mit einem Geräteanschlussstecker und einer Gerätesteckdose. Sie ist bestimmt für eine beliebige Verbindung und Trennung eines Gerätes oder einer Einrichtung mit einer Anschlussleitung zu einem anderen Gerät oder einer anderen Einrichtung.

Als Gerätesteckerkombielemente («PEM», englische Abkürzung für «Power Entry Module») bezeichnet SCHURTER Elemente, die zusätzlich zur reinen Steckvorrichtung mit weiteren Funktionselementen bestückt sind wie beispielsweise:• Schalter inklusive Bowdenzug-Betätigung• Geräteschutzschalter inklusive Überlast- und

Überstromschutz, Unterspannungsschutz oder Fernauslösung

• Gerätesicherungshalter• Spannungswähler• EMV-Filter für Standard- und Medizinanwen-

dungenSCHURTER unterscheidet die Gruppierung in Kombielemente mit Filter und in Kombielemente ohne Filter.

Vorteile der Gerätesteckerkombielemente gegenüber Einzelkomponenten sind:• Kompakte Einbaumasse• Nur ein Produkt mit elektrisch verbundenen

Einzelkomponenten• Effiziente Montage• Alternative Design-Ausführungen mit ähn-

lichen Einbaudimensionen• Geschützte, verbundene und bereits geprüfte

Komponenten für die Stromzuführung

Verteilleiste: Durch die Integration von mehreren Geräteeinbausteckdosen in ein Gehäuse ent-stehen Elemente, die der Weiterverteilung von Energie dienen. Ein Anwendungsbeispiel ist z. B. ein mobiler Messplatz, der mehrere Geräte über eine Verteilleiste gemeinsam versorgt.

Auszugssicherungen sind mechanische Vorrichtungen, welche eine Gerätesteckvor-richtung vor unbeabsichtigtem Ausziehen oder Ausvibrieren schützen. Typische An-wendungsbeispiele, die diesbezüglich er-höhte Anforderungen an die Sicherheit haben, finden sich in der Medizintechnik, der Bühnen- und Beleuchtungstechnik sowie der Informationstechnologie. Vorteile von steckbaren Stromzufüh-rungen über den Lebenszyklus der An-wendung betrachtetDie erforderliche länderspezifische Adaption eines Gerätes erfolgt am Ende dessen Produktionsprozesses oder im Vertrieb über Beilegen einer steckbaren Netzanschlussleitung. Jedes Gerätegehäuse ist hinsichtlich der Stromzuführung gleich konfiguriert. Die Varian-tenvielfalt ist minimal. Das Montieren und Verdrahten einer fest ange-schlossen Stromzuführung ist arbeitsintensiv und fehleranfällig. Steckbare Stromzuführungen hingegen erfordern nur die Montage eines Gerätesteckers. In vielen Fällen sind die Ge-rätestecker auf der Leiterplatte integriert und dessen geräteinterne Verdrahtung entfällt. Hinsichtlich der Stromzuführung gibt es nur eine Gerätevariante. An der Aussen-seite des Gehäuses hängen keine freien Anschlussleitungen herab. Die Montage und Handhabung vereinfachen sich. Stromzuführungen mit IEC-Steckverbindungen reduzieren Fehlerquellen, erhöhen die Prozess-sicherheit und steigern somit auch die Qualität des Endproduktes.

Weitere Rationalisierungen bzw. Automa-tisierungen sind im Systemtest möglich. Es ist nicht erforderlich länderabhängige Testein-richtungen bereitzustellen. Die Geräte lassen sich an Einschub-Testplätzen andocken, welche die Funktionalität und die Sicherheit der Geräte mit den definierten Testprozeduren in einem Schritt testen.Lagerhaltungskosten sind minimal, da der Gerä-tehersteller nur wenige Geräteausführungen bewirtschaften muss. Nach der Zwischen-lagerung wird das kabelfreie Gerät in ein länderspezifisches Gebinde verpackt und mit der länderspezifischen Netzanschlussleitung und der Bedienungsanleitung in der jeweiligen Sprache ergänzt.Ein Indiz für die konsequente Umsetzung dieses optimierten Produktionsprinzips ist darin zu erkennen, dass auch die länderspezifischen Grundeinstellungen der Software häufig vom Endbenutzer vorgenommen werden und nicht schon werksseitig eingestellt sind. Nach einer ersten Inbetriebnahme können die Geräte problemlos von einem Land in ein anderes transferiert und betrieben werden. Für die länderspezifische Adaption muss ein Gerät nicht mehr geöffnet werden. Es braucht lediglich eine handelsübliche Netzanschlussleitung mit IEC 60320 Gerätesteckdose und einem Netzstecker des betreffenden Landes. Auch bei Beschädigungen der Netzanschlussleitung ist ein Austausch einer steckbaren Anschluss-leitung aufgrund der standardisierten Aus-führung problemlos möglich.Sicherheitsrisiken, Wartungsaufwände und Reparaturarbeiten werden auf ein Minimum reduziert.Zusammengefasst bieten Stromzuführungen mit IEC Steckverbindungen in den einzelnen Phasen des Gerätelebenszykluses folgende Vorteile (Abbildung 3):

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Test- universelle Test- einrichtung- hoher Automatisie- rungsgrad

Logistik- kleine Zwischenlager- einfaches Handling- keine länder- spezifischen Geräte- standardisierter Anschluss

Abbildung 3: Vorteile von steckbaren Stromzuführungen

Übersicht der NormenDie Sicherheit in der Stromzuführung ist aus Anwendersicht zentral. Die Norm IEC 60320 sowie deren Unternormen schaffen eine verbindliche Vereinbarung. Mechanische, elektrische und thermische Anforderungen, sowie Sicherheitsziele steckbarer Stromzu-

führungen, werden darin festgelegt und eine gemeinsame Basis bei der Kombination von Komponenten unterschiedlicher Herkunft ge-schaffen. Mögliche Sicherheitsrisiken werden beseitigt, die durch das Hinzukommen der zu-sätzlichen, separaten Komponenten (steckbare Netzanschlussleitung) entstehen könnten. Der

Anwendungsbereich der Norm beschränkt sich auf Steckvorrichtungen für 250 VAC, bis max. 16 A.Abbildung 4 zeigt eine Übersicht der normierten Verbindungselemente mit den relevanten Be-zeichnungen im Umfeld der IEC 60320.

Abbildung 4: Übersicht der Steckelemente und deren Bezeichnungen

Die IEC 60320-1 behandelt Gerätesteckvor-richtungen, welche aus Gerätesteckern und Gerätesteckdosen bestehen. IEC 60320-2-2 beschreibt Netzweiterverbindungen, beste-hend aus Geräteeinbausteckdosen und Geräte-anschlusssteckern. Die Anschlussleitungen sind mit diesen Steckvorrichtungen bestückt (gestrichelte Linien). Neben diesen zwei zentra-len Normen, gibt es weitere Unternormen zur IEC 60320. Diese behandeln Spezialthemen wie z. B. IP-Schutz oder geräteabhängige An-forderungen.

Sicherheit durch CodierungDie Normen legen grundsätzliche Kriterien für Schutzklasse, Nennstrom und Stifttemperatur fest und definieren dazu unterschiedliche Steckerkonturen. Diese Steckerkonturen haben zum Ziel, die passenden Verbindungen so zu codieren, dass der zu versorgende Teil einer Gerätesteckvorrichtung bzw. Netzweiterver-bindung die sicherheitsrelevanten Limits vorgibt, d. h. dass ein Gerätestecker nur von einer Gerätesteckdose gleicher oder höherer Wertigkeit gespeist werden kann. Es ist zum

Beispiel nicht möglich an einen Gerätestecker der Schutzklasse I eine Gerätesteckdose der Schutzklasse II anzuschliessen. Umgekehrt passt aber eine Gerätesteckdose Schutzklasse I auf einen Gerätestecker Schutzklasse II. Das Gleiche gilt auch für den Nennstrom und die Stifttemperatur. Diese Codierung trägt mass-geblich zum sicheren Betrieb von Geräten bei und schützt vor Missbrauch.

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Tabelle �: Normdefinition

Tabelle � zeigt die unterschiedlichen Haupt-kriterien mit ihren spezifischen Werten gemäss der Normdefinition

Nennstrom: In der Norm wird an Stelle von Nennstrom der Begriff Bemessungsstrom ver-wendet. Er definiert den Strom, nach welchem der Hersteller die Steckvorrichtung ausgelegt hat.

Stifttemperatur TP (engl. Pin Temperature) wird dort gemessen, wo der Stift aus der Eingriffsfläche herausragt (Abbildung 5). Die zulässigen Stifttemperaturen betragen nach Norm 70°C, 120°C und 155°C. Die für den Betrieb vorgesehene Umgebungstemperatur TA1 (engl. Ambient Temperature) des Gerätes beträgt nach IEC 60320 im Normalfall 25°C, darf aber gelegentlich 35°C erreichen. Somit ist die Stifttemperatur im Wesentlichen durch die Art des jeweiligen Gerätes, respektive dessen Geräteinnentemperatur TA2 und nur bedingt durch dessen Umgebungstemperatur, gegeben. Typische Anwendungen bei denen erhöhte Stifttemperaturen vorkommen, sind Geräte mit Heizwicklungen wie beispielsweise Öfen oder elektrische Grills.

Abbildung 5: Seitliche Schnittansicht eines Gerätesteckers mit relevanten Temperaturen

Schutzklassen sind in der IEC 61140 fest-gelegt. Die Norm IEC 60320 definiert für Steck-vorrichtungen Ausführungen für Schutzklassen 1 und 2, d. h. für Geräte mit Schutzleiter und

Sonderisolierung.Neben den beschriebenen Grenzwerten legen die Normen weitere allgemeine Kriterien fest wie Auszugskräfte, Testprozeduren, Mindestanzahl von Steckzyklen, Anzahl von Biegungen bei beweglichen Leitungen.Die unterschiedlichen Konturen sind bei der IEC 60320-1 durch eine Buchstaben-Zahlenkombination (z. B. "C14"), bei der IEC 60320-2-2 durch einen einzelnen Buchstaben codiert (z. B. "F").

Tabellen 2, 3 und 4 beschreiben die einzel-nen Steckerkonturen (Symbol, Typ) mit den relevanten Parametern Nennstrom, Stift-temperatur und Schutzklasse im Detail. Sie zeigen ebenso auf, welche Kombinationen die Norm vorsieht. Jede mögliche Kombination ist in der Matrix mit einem Punkt gekennzeichnet. In den Spalten sind jeweils die Komponenten mit Steckerstiften und in den Zeilen die Dosen aufgeführt.Im Normalfall stimmen die Parameter von Stecker und Dose überein (Schutzklasse 1->1). Es ist aber auch möglich, Dosen mit höherer Temperaturbeständigkeit mit Steckern niedriger Temperatur zu verbinden.

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passende Gerätesteckvorrichtungen IEC60320-1 Gerätestecker

Männlich

Symbol

Typ C6 C8 C8p C10 C14 C16 C16A C18 C20 C22 C24

Stromstärke [A] 2.5 2.5 2.5 6 10 10 10 10 16 16 16

Temperatur [°C] 70 70 70 70 70 120 155 70 70 155 70

IEC6

0320

Ge

räte

stec

kdos

en

Wei

blic

h

Symbol Typ Stromstärke [A] Temperatur [°C] Schutzklasse 1 2 2 2 1 1 1 2 1 1 2

C5 2.5 70 1 •

C7 2.5 70 2 •

C7p 2.5 70 2 •

C9 6 70 2 •

C13 10 70 1 • �

C15 10 120 1 � • �

C15A 10 155 1 � � • �

C17 10 70 2 •

C19 16 70 1 • �

C21 16 155 1 • • •

C23 16 70 2 •

Tabelle 2: Kombinationen gemäss IEC 60320-�: Beabsichtigt Möglich

passende Netzweiterverbindungen IEC 6032-2-2 Geräteanschlussstecker

Männlich

Symbol

Typ A C E G I K

Stromstärke [A] 2.5 2.5 10 10 16 16

Temperatur [°C] 70 70 70 70 70 70

IEC

6032

0 Ge

räte

einb

aust

eckd

ose

Wei

blic

h

Symbol Typ Stromstärke [A] Temperatur [°C] Schutzklasse 1 2 1 2 1 2

B 2.5 70 1 •

D 2.5 70 2 •

F 10 70 1 •

H 10 70 2 •

J 16 70 1 •

L 16 70 2 •

Tabelle 3: Kombinationen gemäss IEC 60320-2-2: Beabsichtigt Möglich

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Tabelle 4: Kombinationen gemäss IEC 60320-�: Beabsichtigt Möglich

Zusätzlich zu den innerhalb der Normen erwähnten Verbindungen gibt es mögliche Kombinationen zwischen IEC 60320-1 und IEC 60320-2-2. Mit einer flexiblen Lei-tung bestückt, bilden die Komponenten Netzweiterverbindungsleitungen und kön-nen neben der Verbindung zwischen den Geräten auch zur Verlängerung von Netzweiterverbindungsleitungen oder Netz-anschlussleitungen eingesetzt werden.

Die passende Verbindung findenDas Wissen um das passende Gegenstück zu einer Komponente ist eine Sache; es zu finden, eine Andere. Aus diesem Bedürfnis heraus bietet SCHURTER auf der Website den Service "Mating Connectors" an, der die Beziehungen in den oben dargestellten Tabellen 2, 3 und 4 widerspiegelt. Der Nutzen dieses Instruments liegt im schnellen Zugriff auf ein Stromzuführungssystem, im Gegensatz zur Selektion von einzelnen Kom-ponenten. Die Suche kann aus zwei unter-schiedlichen Perspektiven erfolgen.

• Der Anwender kennt ein Produkt aus dem SCHURTER-Sortiment und sucht ein dazu passendes Gegenstück. Mit einem Klick werden sämtliche passenden Gegenstücke angezeigt.

• Die gewünschten Parameter gemäss IEC 60320 (Strom, Stifttemperatur, Schutz-klasse) sind bekannt. Sämtliche Kombina-tionen von zueinander passenden Steck-verbindungen, welche die entsprechenden Attribute aufweisen, werden angezeigt.

In beiden Fällen wird die Auswahl schrittweise und iterativ über weitere Parameter eingegrenzt und passt sie so den Bedürfnissen des An-wenders an. Abbildung 6 zeigt den Einstieg einmal über ein speziefisches Produkt hin zu passenden Gerätesteckdose und darunter-liegend die Übersicht aller möglichen Stecker mit einer bestimmten Kontur mit der dazu passenden Dose.

passende Netzweiterverbindungsleitungen IEC60320-1 Geräteanschlussstecker

Männlich

Symbol

Typ A C E G I K

Stromstärke [A] 2.5 2.5 10 10 16 16

Temperatur [°C] 70 70 70 70 70 70

IEC6

0320

Ge

räte

stec

kdos

e

Weib

lich

Symbol Typ Stromstärke [A] Temperatur [°C] Schutzklasse 1 2 1 2 1 2

C5 2.5 70 1 •

C7 2.5 70 2 •

C13 10 70 1 • �

C15 10 120 1 � �

C15A 10 155 1 � �

C17 10 70 2 •

C19 16 70 1 •

C21 16 155 1 • •

C23 16 70 2 •

�

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Der Vorteil dieser Auswahleinschränkung mittels "Mating Connectors" von SCHURTER liegt darin, dass der Benutzer Einblick in jede passende Kombination bekommt. Somit ist sichergestellt, dass die optimale Lösung aus der Variantenvielfalt von über 20'000 mög-lichen Verbindungen aus dem Sortiment von SCHURTER gefunden wird.

Auswahlkriterien für Gerätestecker und Geräteeinbausteckdosen:Die detaillierten Ausprägungen der Produkte können entweder über die referenzierten Datenblätter gefunden oder über die Verweise auf die jeweiligen Produktgruppen mit anderen Produkten verglichen werden.In den Selektoren und in den Datenblättern [3] sind auch die Auswahlmöglichkeiten für passende Komponten aufgeführt. Dies bein-haltet auch das Zubehör [4].• Nennstrom/Nennspannung/Stifttemperatur/

Schutzklasse• Montageseite (front / rückseitig)• Montageart (Schraub-/Niet- oder Schnapp-

montage)• Anschlusstechnik (Steck-, Niet-, Lötan-

schluss, Leiterplattenmontage, konfektioniert mit Litzen)

• Zusatzfunktionen wie Netzschalter/Sicher-ungshalter/Spannungswähler/Geräte-schutzschalter/Auszugssicherung

Auswahlkriterien für Gerätesteckdosen/Geräteanschlussstecker und Leitung:• Nennstrom/Nennspannung/Stifttemperatur/

Schutzklasse• Nicht wiederanschliessbare / wiederan-

schliessbare Komponenten• Farbe/Querschnitt/Länge und Material der

Leitung• Verriegelung

SCHURTER steigert mit dem Instrument "Mating Connectors" die Effizienz von steckbaren Strom-zuführungen, indem die Selektion vereinfacht wird und so die bestmögliche Kombination zu finden ist. Das Tool hilft in der Vielfältigkeit von Stromzuführungssystemen den Überblick zu wahren. Durch das Einführen dieses Instruments setzt SCHURTER einen neuen Massstab in der Produktselektion von IEC Steckverbindungen. Mit dem extrem breiten Sortiment an Einzelkomponenten kombiniert mit dem bewährten Beratungsservice und dem hohen Qualitätsstandard der Produkte, ist SCHURTER der kompetente Ansprechpartner für komplette Systeme steckbarer IEC-Stromzuführungen - weltweit.

Erklärungen zu den hier beschriebenen Bereichen und Terms [2] finden Sie auf der SCHURTER Website.Sollten Sie noch Fragen oder Anregungen zur Verbesserung unserer Informationsbereitstel-

lung haben, so freuen wir uns über Ihre Kontakt-aufnahme.

Produktmanagement GerätesteckerSCHURTER AGWerkhofstrasse 8-12CH-6002 Luzerncontact@schurter.chwww.schurter.com

Links:[1] www.schurter.com/geraetestecker[2] www.schurter.com/iec_stecker[3] www.schurter.com/stecker_info[4] www.schurter.com/zubehoer

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Abbildung 6: Selektion eines Stromzuführugssystems

UnternehmenSCHURTER ist ein international führender Innovator und Produzent von Sicherungen, Gerätesteckern, Geräteschutzschaltern, Ein-gabesystemen und EMV-Produkten sowie Dienstleister für die Leiterplattenbestückung der Elektronikindustrie.

Kunden sind Hersteller von Computer- und Peripheriegeräten, Apparaten/Instrumenten, Geräten der Telekommunikationsindustrie, Anlagenbau, Medizinaltechnik, Industrie-automation, erneuerbarer Energietechnik, Luft- und Raumfahrt, Hobby-, Haushalt- und Gartengeräten.