Flexibel wie aus dem Baukasten

Modulare M8/M12-Rundsteckverbinder für die Industrie

1. Juli 2020, 9:30 Uhr | Von Markus Breitenbücher

Raue industrielle Umgebungen erfordern ein robustes Anschlusskonzept für Feldbus-, Sensor- und Ethernet-Anschlüsse. In den letzten Jahrzehnten hat sich das M8/M12-Steckverbindersystem als bevorzugtes Konzept durchgesetzt. Mit seiner M8/M12-Variantenvielfalt deckt Erni vielfältige Anwendungen ab.

Auf Grundlage des modularen M8/M12-Rundsteckverbindersystems nach IEC 61076-2-101, IEC 61076-2-104 oder IEC 61076-2-109 lassen sich robuste Steckverbinderkonzepte für die Industrieautomation schnell und zuverlässig verwirklichen. Die Steckverbinder eignen sich für nahezu alle Ethernet- und Feldbusspezifikationen und sind in verschiedenen Kodierungen erhältlich. A-kodierte Rundsteckverbinder werden beispielsweise als Sensorsteckverbinder oder Gerätesteckverbinder für die Übertragung digitaler und analoger Signale oder für die Stromversorgung verwendet. B-kodierte Steckverbindervarianten sind für Feldbusschnittstellen vorgesehen. D- und X-kodierte Produkte sind für Ethernet-Schnittstellen bestimmt.

Erni hat seine Produktpalette an Rundsteckverbindern kontinuierlich erweitert, um ein breites Anwendungsspektrum mit maximaler Flexibilität abzudecken. Das bedeutet, dass der Kunde zwischen verschiedenen Anschlussarten (SMT, THR), Polzahlen (3 bis 17), Kodierungen (A, B, D und X), Einbauhöhen (9 mm und 13 mm), Stecker- und Buchsenvarianten sowie kompletten Kabelkonfektionen wählen kann. Vergoldete Kontakte, robuster Schutz vor Staub und Wasser sowie geschirmte Varianten ermöglichen den Einsatz auch in rauen Umgebungen.

Außerdem steht ein breites Spektrum an Zubehör für diesen Zweck zur Verfügung, beispielsweise Verriegelungsschrauben, Schutzkappen oder O-Ring-Dichtungen. Dank der zweiteiligen Ausführung (Steckereinsätze und Verriegelungselemente) lassen sich die Verriegelungselemente leicht in kundenspezifische Spritzguss- oder Druckgussgehäuse integrieren, was erhebliche Kosteneinsparungen ermöglicht.

Mehr als nur Sensorsteckverbinder

Lange Zeit wurden M8- und M12-Steckverbinder ausschließlich als Sensorsteckverbinder eingesetzt. Das offene Kabelende des Sensors wurde in den Schaltschrank geführt und dort verdrahtet. Allerdings werden Sensoren und Aktoren im Feld zunehmend an eine passive oder feldbusfähige I/O-Box angeschlossen. Die dort herrschenden rauen Umgebungsbedingungen erfordern bewährte und vor allem dichte Steckverbinder (IP65/67).

Folglich lag es auf der Hand, auch hierfür die bereits aus der Sensortechnik bekannte und bewährte M8- oder M12-Steckverbindertechnik zu verwenden. Mittlerweile wird der M12-Steckverbinder in nahezu allen Feldbusanwendungen als Steckverbinder empfohlen. Da Feldgeräte sehr spezifisch und vielfältig sind, werden unterschiedliche flexible modulare Steckverbinder benötigt, um diese Anwendungen mit möglichst wenig Aufwand und geringen Kosten zu verwirklichen.

Flexibel einsetzbares Baukastensystem

Erni hat ein Baukastensystem für M8/M12-Steckverbinder entwickelt, das sehr flexibel einsetzbar ist (Bild 1). Die Steckverbinder haben so robuste SMT-Anschlüsse, dass sie als Schüttgut verpackt und zugeführt werden können. Daneben eignen sie sich auch für die Gurtverpackung. Mit diesem Konzept können Steckverbinder in verschiedenen Höhen und Polkonfigurationen hergestellt werden. Der schwarze Isolierkörper besteht aus einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff und eignet sich für das Löten mit allen gängigen SMT-Lötverfahren.

Die M8/M12-Steckverbinder sind für die bleifreie Verarbeitung konzipiert. Insbesondere durch die Reduzierung des Platzbedarfs auf Leiterplatten lassen sich Kosteneinsparungen erreichen. In bestimmten Anwendungsfällen können zwei Leiterplatten durch eine ersetzt werden. Bei Verwendung eines Greifers oder einer speziellen Pipette sind für die Stecker und Buchsen keine Bestückungshilfen erforderlic.

Serienmäßig komplett montiert

M8/M12-Steckverbinder sind auch als Kabelkonfektionen (Bild 2) für den Anschluss von Sensoren/Aktoren oder von anderen Komponenten für Automationssysteme wie I/O-Verteilern erhältlich. Die Standardproduktpalette umfasst vormontierte, angegossene Rundsteckverbinder der Größen M8 und M12, entweder als Verbindung mit zwei Rundsteckverbindern oder als vormontiertes Kabel mit offenem Kabelende.

Darüber hinaus enthält das Produktspektrum feldanschließbare Steckverbinder für das werkzeuglose Anschließen von Kabeln sowie T-Kupplungen, Schaltschrank-durchführungen und Adapter für das schnelle und kostengünstige Anschließen im Feld.

Verschiedene Kabelqualitäten, die unterschiedliche Industrieanforderungen erfüllen, decken einen breiten Anwendungsbereich ab. Als besonders wirtschaftliche Lösung wird PVC eingesetzt. PUR (UL/CSA-zugelassen) ist halogenfrei und UV-beständig und wird in sehr anspruchsvollen Anwendungen für Schleppketten sowie in rauen Umgebungen verwendet, in denen Betriebssicherheit entscheidend ist. Selbstsichernde Verriegelungsschrauben garantieren vibrationsfeste und sichere Verbindungen. Zusätzlich zur gerändelten Oberfläche verfügt die Kupplungsmutter über eine Schlüsselfläche für Standardschraubenschlüssel.

Verschiedene Konfigurationen, Ausführungen und Kodierungen sind ab Lager lieferbar. Alle Teile erfüllen die Anforderungen der Schutzart IP67 (IEC 60529). Die konfektionierten Kabel sind serienmäßig in verschiedenen Kabelqualitäten und Längen erhältlich. Weitere Varianten sind auf Anfrage lieferbar.

Sicher und dicht nach IP65/67

Bei einer Frontplattenstärke von 3 mm ergeben sich Einbauhöhen von 9 mm und 13 mm bei Verwendung entsprechender Metallverriegelungsschrauben oder muttern. Die Verriegelungsschrauben oder muttern müssen mit einem Gewinde in der Frontplatte befestigt werden. Damit der Schutz gemäß IP65/67 gewährleistet ist, müssen die empfohlenen Toleranzen von 9 mm ± 0,1 mm bzw. 13 mm ± 0,1 mm eingehalten werden. Die Einbauhöhen von 9 mm oder 13 mm erlauben die Verwendung gängiger Abstandshalter zur ordnungsgemäßen Befestigung der Leiterplatte.

Sensoren und Aktoren in rauen Industrieumgebungen müssen gegen das Eindringen von Flüssigkeiten geschützt sein. Deshalb sind diese Bauteile oft zusätzlich mit Gel oder Epoxidharz abgedichtet, wobei die Vergussmasse nicht zwischen Stecker und Metallmutter austreten darf. Andererseits gibt es Geräte, die bereits während der Installation gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Flüssigkeiten geschützt werden müssen, also sogar dann, wenn noch kein Steckverbinder eingesteckt ist. Für diese Anforderungen sind M12-Leiterplattensteckverbinder mit zusätzlichen Dichtmöglichkeiten die beste Lösung. Dafür kann ein normaler O-Ring 7×1 verwendet werden.