Ratgeber
Kaum ein Schaltschrank kommt ohne sie aus: Hutschienen und Tragschienen, oft auch als DIN- oder Profilschienen bezeichnet, ermöglichen die sichere Befestigung elektrischer Steuerungsprodukte.
Tragschienen gibt es in verschiedenen Größen und Materialien, darunter in erster Linie Metalle wie Aluminium, verzinkter Stahl und Edelstahl, gelocht und ungelocht.
Sie lassen sich zum Anbringen von Schutzschaltern, Relais, Klemmenleisten, Netzteilen, Schützen und anderen elektrischen Einbaugeräten verwenden.
Hier erfahren Sie, wie diese Schienen konstruiert sind und worauf bei der Hutschienenmontage zu achten ist.
Der Begriff DIN leitet sich von den ursprünglichen, vom Deutschen Institut für Normung veröffentlichten Spezifikationen ab, die inzwischen als europäische und internationale Normen übernommen wurden.
Das ursprüngliche Konzept wurde 1928 in Deutschland entwickelt und umgesetzt und in den 1950er Jahren zu den heutigen Normen weiterentwickelt.
DIN-Schienen dienen ausschließlich der mechanischen Unterstützung von elektrischen Geräten und nicht als verbindendes oder leitendes Element innerhalb eines größeren elektrischen Systems.
Es sind somit keine Stromschienen, obwohl sie in bestimmten Szenarien die Rolle einer Erdungssammelschiene übernehmen können.
Die Vorteile eines Schienensystems für die Montage von Hardwarekomponenten sind zahlreich, hier die wichtigsten:
Sie sparen Zeit und Arbeit
Die Geräte lassen sich einfach auf der Schiene einrasten oder einschieben, anstatt jedes einzelne Stück separat an der Schalttafel montieren zu müssen.
Sie fördern eine übersichtliche Anordnung
Das wirkt sich positiv auf die Sicherheit und den Zugang für Wartungsarbeiten an den Geräten aus.
Sie sparen Platz
Schienen ermöglichen enge Konfigurationen von Steuerungs- und Schutzelementen und bieten eine bequeme Möglichkeit, um interne und externe Verdrahtungsschaltungen zusammenzuführen. Sie sind daher ideal für Anwendungen mit begrenztem Raumangebot.
Sie sind kosteneffektiv
Das betrifft sowohl den Preis der Schienen selbst als auch das Potenzial, das sie für die Installation mit hoher Dichte nebeneinander bieten. Insgesamt lässt sich mit ihnen der Bedarf an Verdrahtung und Schaltschrankfläche erheblich reduzieren.
Längen und Breiten
Größter Vorteil des normierten Schienensystems: Es wurde für eine Reihe universeller Standardbreiten und -formen von Befestigungselementen entwickelt.
Anwender haben damit die Gewissheit, dass die Abmessungen vieler relevanter Module einheitlich sind.
Die markenübergreifende Kompatibilität sorgt für Flexibilität, Komponenten unterschiedlicher Hersteller lassen sich problemlos auf einer einzigen Tragschiene montieren und verdrahten.
Auch bei der Länge der Schienen haben sich bestimmte Maße als Standard etabliert. Sie reichen von 6 bis zu 6000 Millimeter, die größte Auswahl findet sich bei 2000 Millimeter. Beliebt sind allerdings Längen, die exakt zu den ebenfalls standardisierten Schaltschrankbreiten passen.
Für Stand- und Anreihschränke sind dies 600, 800, 1000 und 1200 Millimeter. Die Breite von Kompakt- und Wandschaltschränken reicht von 200 bis 400 Millimeter, die von Klemmenkästen von 150 bis 400 Millimeter.
Bei der Auswahl der Schienen ist darauf zu achten, dass sie einige Zentimeter schmaler sind als der Schaltschrank. So gibt es Schienen mit einer Länge von 387 Millimeter, die perfekt in einen Schaltschrank von 400 Millimeter Breite passen.
Querschnittprofil
Die meisten Schienen sind zudem sowohl in gelochter als auch in ungelochter Ausführung erhältlich. Gelochte Versionen bieten in der Regel eine bessere Systemorganisation, eine bessere Unterstützung der Komponenten und eine größere Flexibilität bei der Montage im Schaltschrank.
Die Mehrheit der Schienentypen lässt sich in vier Hauptkategorien einteilen, die weitgehend durch das Profil des Querschnitts definiert sind:
TS35 oder Hutschiene nach EN 50022/DIN 46277-3
Hutschienenprofile gelten im Allgemeinen als Industriestandard und sind wahrscheinlich am häufigsten in Gebrauch.
So wird die Hutschiene TS35 für die Installation einer Vielzahl von elektrischen industriellen Steuerungsprodukten und -modulen verwendet, von Schutz- und Leistungsschaltern und Motorsteuerungen bis hin zu dezentralen Ein- und Ausgabemodulen, Transformatoren, Antrieben, Industrie-Computern und vielem mehr.
Die Bezeichnung Hut bezieht sich auf den Querschnitt einer TS35-Hutschiene. Er ähnelt einem flachen Hut mit schmaler Krempe. Von der Oberkante bis zur Unterkante ist dieser Typ 35 Millimeter breit.
Der Kanal ist standardmäßig 7,5 Millimeter tief, es gibt aber auch Ausführungen mit 15 Millimeter Kanaltiefe. Für die Mehrheit der alltäglichen Anforderungen sind die 7,5-mm-Versionen der Hutschiene problemlos geeignet.
TS15 oder Miniatur-Hutschiene nach EN 50045/DIN 46277-2
Miniatur-Hutschienen oder TS15-Hutschienen besitzen die gleiche Form wie TS35-Hutschienen, sind aber schmaler.
Die beiden Normen unterscheiden sich in erster Linie durch ihre Breite von Kante zu Kante, wobei die TS15-Schienen nur 15 Millimeter breit sind.
Auch die Kanaltiefen sind oft unterschiedlich, wobei die Mini-Hutschienen tendenziell flacher sind als die TS35-Schienen, die Kanaltiefe beträgt meist nur 5,5 Millimeter.
TS15-DIN-Hutschienen finden sich in der Regel dort, wo der Platz knapp ist oder um kleinere Komponenten wie kompakte Anschlussdosen und Relais zu montieren.
TS32 oder C-Profil
TS32-DIN-Schienen sind 32 Millimeter breit und verfügen über einen C-förmigen Querschnitt mit einer symmetrischen Wölbung an den Außenkanten.
Dies wird heute im Allgemeinen als ein älterer Standard des DIN-Schienenmontagesystems angesehen, der in den früheren Jahren der universellen Einführung weit verbreitet war, inzwischen aber von der TS35-Variante überholt wurde.
DIN-Schienen mit C-Profil werden in der Regel nach der vertikalen Höhe der Schiene eingeteilt, wenn sie an einer Platte montiert ist. C20, C30, C40 und C50 sind die gängigsten Varianten.
TS-G-Typ-Profile nach EN 50035/DIN 46277-1
Auch die DIN-Schienen vom Typ G – manchmal auch als Typ J bezeichnet – sind nach der Form ihres Querschnitts benannt und weisen auf einer Seite eine tiefere Aussparung auf als auf der anderen.
Der tiefere der beiden äußeren Kanäle einer DIN-Schiene mit G-Querschnitt befindet sich normalerweise an der unteren Kante, wenn die Schiene in der Schalttafel montiert wurde. Sie bietet zusätzlichen Halt für schwerere oder leistungsstärkere Geräte.
Worauf ist bei der Hutschienenmontage zu achten?
Bei der Auswahl und der Montage von Hutschienen und Tragschienen im Allgemeinen sind Umweltfaktoren besonders wichtig. Unter anderem sind folgenden Variablen zu berücksichtigen:
Mögliche Exposition gegenüber suboptimalen Umgebungsbedingungen
Gehäusematerialien und Schaltschrankkonstruktion
Verfügbarkeit von Kühlung und Arbeitstemperaturbereich der Einbaugeräte
Schutzanforderungen
Anschlüsse und Verkabelung
Zusätzliche Anforderungen an die Funktionalität
Generell gelten Hutschienen und Montagehalterungen aus Edelstahl für die meisten Anwendungen als die robustesten und zuverlässigsten Typen. Verzinkte Stahlvarianten sind eine sehr verbreitete Allrounder-Option. Sie bieten eine große Stabilität in Kombination mit recht günstigen Preisen, eignen sich jedoch möglicherweise nicht so gut für feuchte Umgebungen, in denen ein größeres Korrosionsrisiko besteht. In einem solchen Szenario ist eloxiertes Aluminium eine beliebte Alternative.
Wenn bei der Hutschienenmontage die Schiene auch als Erdungssammelschiene fungieren soll, ist Kupfer möglicherweise die beste Option. Unter bestimmten schwierigen Bedingungen bringt dies aber einige potenzielle Nachteile mit sich, unter anderem in Bezug auf die langfristige Steifigkeit und Tragfähigkeit.