M12-Verkabelung zur Leistungsübertragung Viel Power auf wenig Raum

M12-Leistungssteckverbinder von Phoenix Contact sind für unterschiedliche Anforderungen ausgelegt.
M12-Leistungssteckverbinder von Phoenix Contact sind für unterschiedliche Anforderungen ausgelegt.

M12-Steckverbinder werden zunehmend zur Leistungsübertragung genutzt. Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung ­von elektronischen Geräten und Motoren ­entwickelt Phoenix Contact Power-­Codierungen zur Konfektionierung im Feld. Doch welche Vorteile ergeben sich daraus für den Anwender?

Ein wesentlicher Aspekt der digitalen Transformation, die sich unter dem Begriff Industrie 4.0 vollzieht, ist die Dezentralisierung. Dabei werden Funktionen und Komponenten vom Schaltschrank, wo die Schutzart IP20 ausreicht, in die Feldebene verlagert, wo die Schutzart IP67 erforderlich ist. Durch die Dezentralisierung der Intel­ligenz vom Schaltschrank in die Feld­ebene werden künftig kompaktere Geräte-Designs benötigt – groß aufbauende Maschinen-Layouts sind hier fehl am Platz. Ein wichtiger Teilaspekt der Minimierung des Maschinen-Layouts ist die Verkleinerung der elektrischen Antriebstechnik. Hier müssen auch die Steckverbinder zur Leistungsversorgung möglichst kompakt sein.

Für die Aufgaben in der Leistungsversorgung ist der Rundsteckverbinder der Baugröße M12 in mehrfacher Hinsicht geeignet. Er gilt in der industriellen Anschlusstechnik als Universalgenie – neben der Signal- und Datenübertragung wird auch immer häufiger Leistung über diese kompakte Schnittstelle übertragen.

Technische und normative Anforderungen

Neben den klassischen Anforderungen an einen M12-Steckverbinder, zu denen die Schutzart IP67 zählt, wurde bei den M12-Varianten zur Leistungsübertragung ein besonderes Augenmerk auf die Verstecksicherheit sowie die Einhaltung der Luft- und Kriechstrecken gelegt. Beides ist erforderlich, um die hohen Spannungen von bis zu 690 V und die Ströme bis zu 16 A sicher und zuverlässig über einen kompakten Steckverbinder zu übertragen. Daneben ist auch die Temperaturbeständigkeit der verwendeten Kunststoffe ein wichtiger Aspekt. Wird der Steckverbinder zur Stromversorgung an einem Motor eingesetzt, kann die Ober­flächentemperatur des Gehäuses die 100°C-Marke erreichen. Somit muss der Kunststoff des Steckverbinders ­einer Dauertemperatur bis zu 130 °C standhalten.

Bauartnormung nach IEC der Entwicklung angepasst

Die Basis für die erfolgreiche Entwicklung und Verbreitung des M12-Standards am Markt war und ist die ständige Beurteilung durch die internationalen Standardisierungsgremien. Die Bauartnorm IEC 61076-2-101 – für Sensor- und Aktorsteckverbinder – entstand bereits Mitte der 1990er-Jahre. Die kontinuierliche Weiterentwicklung durch immer neue Polbilder und Bauformen hat dazu geführt, dass auch die internationale Normung diese zahlreichen Neuerungen aufnimmt.
Ursprünglich beinhaltete die Norm IEC 61076-2-101 sämtliche M8-, M12- und M12-Datentechnik-Steckverbinder. Aufgrund der immer umfangreicher werdenden Kapitel wurde diese Norm in eigenständige Einzelnormen unterteilt:

  • IEC 61076-2-101: M12-Steckverbinder
  • IEC 61076-2-104: M8-Steckverbinder
  • IEC 61076-2-105: M5-Steckverbinder
  • IEC 61076-2-109: M12-Steckverbinder für die Datenübertragung

Im Jahr 2011 wurde dann die Norm für die Leistungssteckverbinder in der Baugröße M12 hinzugefügt:

  • IEC 61076-2-111: M12-Steckverbinder für Leistung (Bild 1)

M12 Power – umspritzt oder frei konfektionierbar

M12-Steckverbinder gibt es in frei konfektionierbaren sowie in umspritzten Ausführungen, die nicht wiederanschließbar sind. Die umspritzte Ausführung wird meist in Maschinen bei zuvor bekannten Leitungslängen verwendet und erlaubt eine kleinere Bauform. Geräte mit M12-Anschlüssen nutzen die Eigenschaft der Vorkonfektionierung, um Platz zwischen den Anschlüssen zu sparen.

Frei konfektionierbare Ausführungen erfordern hingegen einen größeren Bauraum in der Anschlusszone und damit letztlich auch mehr Fläche an den Geräten. Der Anwender kann also den Anschluss je nach Einsatzzweck gestalten. Umspritzte Ausführungen sind mit einem Durchmesser von 16 oder 18 mm erhältlich. Alle frei konfektionierbaren Power-Ausführungen sind für einen maximalen Durchmesser von 23 mm ausgelegt.