Flexibel wie aus dem Baukasten

Modulare M8/M12-Rundsteckverbinder für die Industrie

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

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

M12 in abgewinkelter Ausführung

Die M12-Produktreihe umfasst außerdem Steckverbinder in abgewinkelter Ausführung. Erhältlich sind Lösungskonzepte für Standardanwendungen (Stift- und Buchsenstecker) sowie für M12-Sensorrohre (Stiftstecker). Die abgewinkelten M12-Steckverbinder eignen sich für automatisierte Bestückungs- und Lötverfahren. Sie können so kostengünstig in einer SMT-Fertigungslinie verarbeitet werden.
Wegen ihrer mittigen Lage zur Leiterplattenebene und ihrer Anordnung am Rand der Leiterplatte sind die abgewinkelten M12-Steckverbinder extrem platzsparend (Bild 3).

Daneben verfügen sie über integrierte Leiterplattenauflagen für drei gängige Leiterplattenstärken (1,0 mm, 1,6 mm und 2,0 mm). Die Buchsen- und die Stiftausführungen haben das gleiche Layout und können für Gehäuse mit integriertem M12-Gewinde verwendet werden. Es sind Ausführungen mit verschiedenen Kodierungen lieferbar. Auf Wunsch ist auch eine 360°-Schirmung erhältlich.

Der zugehörige Schirmring wird mit zwei Lötpins auf der Leiterplatte verlötet. Drei am Umfang angeordnete Kontaktzungen stellen den elektrischen Kontakt zur M12-Schraube her. Aufgrund ihrer hohen Robustheit dank THR-Technik und der hohen Kriechstromfestigkeit mit einem CTI-Wert (Comparative Tracking Index, Kriechstromfestigkeit) von 600 eignen sich die M12-Steckverbinder für den Einsatz in rauen Industrieumgebungen. Der optionale O-Ring ermöglicht das Vergießen nach der Montage.

Darüber hinaus bieten die M12-Steckverbinder zahlreiche Verarbeitungsvorteile. Dazu gehören die Lieferung in T&R-Verpackung für die automatisierte Bestückung, eine integrierte Ansaugfläche, die sichere Einhaltung der Lage durch Stifte und integrierte Leiterplattenauflagen, die ein Kippen während der Verarbeitung zuverlässig verhindern. Auch die rückseitige Montage der fertig bestückten Leiterplatte in einem Gehäuse ist möglich. Die M12-Steckverbinder eignen sich für das bleifreie Reflow-Löten und bieten IP65/67-Schutz im gesteckten und verschraubten Zustand.

Zusätzlich zu Lösungskonzepten für Standardanwendungen sind auch Steckverbinder erhältlich, die eigens für Sensoranwendungen ausgelegt sind. Diese abgewinkelten M12-Stiftstecker sind speziell für M12-Sensorrohre ausgelegt, weisen eine besonders kurze Bauform mit 14 mm Länge auf und werden serienmäßig mit einem O-Ring für das Vergießen geliefert. Die fertig bestückten Leiterplatten werden bis zum Anschlag in das Sensorrohr geschoben.

Der Anschlag ist in dem Fall der Bund am Steckverbinder, der für diesen Anwendungsfall typisch ist. Für diese Ausführungen stehen noch weitere Ausstattungsvarianten zur Verfügung, beispielsweise Verdrehschutzrippen oder eine Rastfunktion. Die abgewinkelten M12-Steckverbinder eignen sich für ein breites Spektrum industrieller Anwendungsfälle wie Füllstand-, Weg- und Drucksensoren, Lichtschranken, Positionsschalter sowie Feldbus- und Peripheriegeräte oder Messsensoren.

Weniger Geräte-Schnittstellen erforderlich

Als Teil der M8/M12-Modellreihe werden auch M12-Steckverbinder mit höheren Polzahlen in Standardausführung angeboten (Bild 4). Passend zur bewährten M8/M12-Baureihe bieten die neuen M12-Steckverbinder 12 und 17 Pole in der Standardbauform. Damit lassen sich sehr kompakte Geräte-Designs realisieren. Die SMT-Ausführung sorgt für eine effiziente und automatengerechte Verarbeitung. Darüber hinaus sind die Steckverbinder auch geschirmt verfügbar.

Mit den hochpoligen M12-Varianten kann die Anzahl der erforderlichen Geräte-Schnittstellen reduziert werden, wenn Bus-, I/O-, Steuer-, Service- und Safety-Signale in einem Stecker/Kabel zusammengefasst werden. Bei passiven I/O-Boxen sind mit den neuen M12-Steckverbindern mehr Ports pro Box möglich, während bei Multipol-Anschlüssen von Ventilinseln nun M12- statt M23-Steckverbinder eingesetzt werden können. Dies führt zu geringeren Kosten und kleineren Geräten. Typische Anwendungen, die von den hochpoligen M12-Steckverbindern profitieren, sind beispielsweise komplexe Sensoren, Kameras, Scanner, Drehgeber, I/O-Boxen, Sensor/Aktor-Multipolanschlüsse.

Sicher und einfach verriegelt

Zum Zubehör für die M8- und M12-Leiterplatten-Steckverbinder (Buchsen- und Stiftleisten) gehören Verriegelungsmuttern und -schrauben. Diese werden nach dem Löten der Steckverbinder darüber positioniert und in die Leiterplatte eingepresst. Die Befestigung an der Frontplatte erfolgt über Metallmuttern. Durch die massive Einpresstechnik kann eine direkte gasdichte Verbindung des Kabelschirms mit der Leiterplatte hergestellt werden.

Da Steckverbinder und Verriegelung auf der Leiterplatte montiert sind, haben sie denselben dimensionalen Bezug, was zusätzliche Toleranzen zwischen den Teilen kompensiert und die Konzentrität, die für ein leicht gängiges Einschrauben der Kabelstecker wichtig ist, verbessert. Die Montage der Leiterplatte erfolgt von der Rückseite des Gerätegehäuses.

Hierfür sind nur Durchgangslöcher erforderlich. Von der Gehäuse-Frontseite wird gekontert. Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, dass abhängig von Größe und Bestückung der Leiterplatte und bei entsprechender Anordnung von mehreren Steckverbindern, keine zusätzliche Leiterplattenbefestigung notwendig ist.

Die Verriegelungsteile sind aus Edelstahl gefertigt und eignen sich zum Beispiel für den Einsatz in der Prozess- oder Lebensmittelindustrie (Bild 5). Für den IP-Schutz sind entsprechende Dichtringe zwischen Steckverbinder, Verriegelung und Gehäuse vorgesehen und erhältlich.

Der Autor

Markus Breitenbücher ist nach Ausbildung im elektrotechnischen Bereich und Weiterbildung zum Stated-Certified Engineer seit mehr als 20 Jahren im Produktmarketing von Erni in Adelberg tätig. Derzeit hat er die Funktion als Teamleiter Marketing & Produktdaten Manager bei Erni inne.