Auch wenn es auf den ersten Blick nicht so erscheinen mag: Das Thema Kabeleinführung – auch als Kabeldurchführung bezeichnet – ist aufgrund der vielschichtigen Anforderungen durchaus anspruchsvoll. Erstens muss in heutigen Maschinen und Anlagen eine wachsende Anzahl von Kabeln in zunehmend kleineren und kompakteren Anwendungen verlegt und angeschlossen werden. Zweitens erfordert der Anschluss in der rauen Industrieumgebung unterschiedliche Kabeltypen sowie den sicheren Schutz der Verbindungsstellen vor äußeren Einflüssen – etwa Staub, Feuchtigkeit und Vibrationen. Und drittens vereinfacht eine sorgfältige Kabelmarkierung die Wartung der Produktionsanlage erheblich. Jede Beeinträchtigung kann hier einen hohen und ungeplanten Zeit- und Kostenaufwand bewirken. Aber welche Lösungen stehen dem Anwender beim Kabelmanagement zur Verfügung und was ist dabei zu berücksichtigen?

Kabelverschraubungen gibt es in zahlreichen Ausführungen und Materialien – wichtig sind dabei eine hohe Abdichtung und eine gute Zugentlastung.

© Phoenix Contact

Kabelverschraubungen kommen meist zum Einsatz, wenn Kabel mit hoher Schutzart und guter Zugent­lastung durch Schaltschrank- oder Geräte­wände zu führen sind. Als kostengünstige Lösung ermöglichen sie das schnelle Durchführen einzelner Kabel und bieten dabei eine hervorragende Zugentlastung sowie gute Dichtungs­eigenschaften. Verschiedene Größen, Gewinde und Materialien vereinfachen dabei den Einsatz in Produktionsan­lagen.

Immer öfter finden heute Kunststoffverschraubungen sowohl im Innen- als auch im Außenbereich Verwendung – etwa bei Kabelkästen, Messgeräten, Steckverbinder-Gehäusen und bevorzugt auch im Solarbereich. Glasfaserverstärktes Polyamid oder PVDF (Polyvinylidenfluorid) etwa bieten sich in Umgebungen an, in denen früher ausschließlich mit Metall verschraubt wurde. Beispiele hierfür finden sich in der Mess- und Regeltechnik, der Lebensmittel-Technologie, der Reinraumtechnik, der Chemischen Industrie und überall da, wo Brandschutz wichtig ist, da PVDF als Material nach UL 94 V-0 zugelassen und für hohe Temperaturen geeignet ist.

Für höhere Anforderungen, bei denen es vor allem auf eine dauerhafte Temperaturbeständigkeit und auf eine hohe mechanische Stabilität ankommt, beziehungsweise wenn die Maschinen in den Fertigungsanlagen durch mechanische Faktoren gefährdet oder hohen Temperaturen und flüssigen Medien ausgesetzt werden, empfehlen sich allerdings nach wie vor Metallverschraubungen. Oft fällt die Wahl dabei aufgrund geringer Kosten und guter Materialeigenschaften auf vernickeltes Messing. Bei höheren Anforderungen – etwa in der Lebensmittelindustrie – sind hingegen Kabelverschraubungen aus Edelstahl zu bevorzugen.

Spielt das Thema EMV eine Rolle, so bieten die entsprechenden Verschraubungen verschiedene Kontaktschirmungs-Methoden: Weit verbreitet sind beispielsweise Kontaktlamellen, Kontaktscheiben oder Kontakthülsen. In manchen Branchen richten sich die Anforderungen nach spezifischen Normen – zu nennen wären hier etwa UL, VDE oder industriespezifische Normen wie die EHEDG.

Neue Lösungen für mehr Effizienz

Nun stellt sich in der Praxis häufig die Frage, wie sich die zeitaufwendige und fehlerträchtige Installation vor Ort rationalisieren und dabei auf teure Steckverbinder verzichten lässt. Als Antwort hierauf hat beispielsweise Phoenix Contact neben seinem Portfolio an Kabelverschraubungen ein spezielles Kabeleinführungssystem entwickelt. Das so genannte Cable Entry System – kurz CES - maximiert die Anzahl der Kabel, die auf kleiner Fläche durchgeführt und mittels vorkonfektionierter IP20-Steckverbinder schnell austauschbar sind.

Verwendet man einen Einbaurahmen aus Kunststoff sowie geteilte Kabeldichtungen, lassen sich konkret bis zu 40 Kabel (bei bis zu 6 mm Durchmesser pro Kabel) durch einen Wandausschnitt der Bauform B24 führen.

Um mehrere vorkonfektionierte Kabel im Innenbereich vor Ort durchzuführen, sind Kabeldurchführungssysteme wie etwa das CES zu empfehlen.

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Die Schutzart der Lösung reicht bis IP65, die Zugentlastung entspricht der EN 50262 und die Installation erfolgt nahezu werkzeuglos. Und mittels des vorhandenen Markierungssystems auf der Rückseite des Rahmens können Kabel schnell lokalisiert und ausgetauscht werden.

Zwar muss die Installation der Kabelverschraubungen nicht teurer sein als die Installation eines Kabeldurchführungssystems – sie erfordert jedoch mehr Zeitaufwand. Hinzu kommt, dass Kabelverschraubungen häufig so dimensioniert sind, dass man das Kabel nur ohne den Stecker durchführen kann. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Kabel dann im Schaltschrank zu verdrahten sind – nicht selten eine anspruchsvolle Aufgabe.

Um dieses Problem bei vorkonfektionierten Kabeln zu lösen, sind viele Schaltschränke mit schweren Steckverbindern versehen – was die Kosten nach oben treibt. Wird aber beispielsweise anstelle von acht Steckverbindergehäusen und Einsätzen nur ein Anbaurahmen mit acht Kabeltüllen installiert, lässt sich sogar doppelt sparen, da ja lediglich nur ein Wandausschnitt nötig ist. Auf diese Weise können die Gesamtkosten um bis zu 80 % sinken. Ein interessantes Applikationsbeispiel für den Einsatz von CES sind beispielsweise CNC-Maschinen – dort zeigt sich deutlich, wie Platz und Kosten gespart werden und gleichzeitig die Wartung flexibler wird.

Kabel schützen und markieren

Wenn auf die Kabel starker Druck ausgeübt wird, sind zu den Kabelverschraubungen noch Schutzschläuche erforderlich.

Die zahlreichen Kabeltypen müssen markiert und ge-schützt werden – bei Fertigungsproblemen lassen sich die Kabel schnell identifizieren und austauschen.

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Sie bewahren die Kabel vor Beschädigung, und zwar unabhängig davon, ob die Schläuche aus Kunststoff oder Edelstahl bestehen.

Nach der Auswahl eines geeigneten Kabelschutzes sind die Kabel ordnungsgemäß zu markieren, damit sie bei Fehlern oder Änderungen der Verkabelung schnell identifizierbar sind. Bei den Kabelmarkierungssystemen gibt es Varianten zum Auffädeln, Aufschieben, Aufklipsen und Aufkleben. Über spezielle Drucksysteme kann jeder Markierungstyp schnell hergestellt, ausgedruckt und somit zur gut lesbaren und dauerhaften Markierung eingesetzt werden. Zu guter Letzt sorgen Kabelbinder für eine beständige und sichere Kabelführung.

Autor: Ivan Žgela ist Produktmanager Kabeldurchführungs­systeme und Kabel­verschraubungen bei Phoenix Contact.

Tipps für die Praxis

Kabelverschraubungen bieten sich an, wenn:
• nur wenige nicht-vorkonfektionierte Kabel durchgeführt werden müssen
• wenig Platz vorhanden ist
• eine gute Zugentlastung und/oder Schutzart (IP68/69k) erforderlich ist
• die Kabel nicht ausgetauscht werden müssen

Kabeldurchführungssysteme bieten sich an, wenn:
• mehrere vorkonfektionierte Kabel durchgeführt werden müssen
• die Anwendung vor allem im Innenbereich erfolgt, wo die Anforderungen an die Zugentlastung gering sind und/oder die Schutzart IP54/65 ausreicht
• mit Änderungen oder Erweiterungen zu rechnen ist
• die Installationsarbeit vor Ort durch vorkon­-
fektionierte und geprüfte Steckverbindungen in der Schutzart IP20 ersetzt werden soll

Schwere Steckverbinder mit hoher Schutzart und Stabilität bieten sich an, wenn:
• die Kabelverbindung vorkonfektioniert sein soll
• die Verbindung häufig gelöst werden muss
• die Installation vor Ort schnell und zuver-lässig – aber ohne Elektriker – erfolgen soll