Rundsteckverbinder Die goldene Zahl Zwölf und ihr Einfluss auf Steckverbinder

In der Automatisierung gehört der M12-Stecker zu den Standards. In der Gerätetechnik existieren Unmengen applikationsspezifischer Entwicklungen. Was macht diesen Steckertyp so interessant?

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Man wundert sich heute nicht, dass ein Jahr zwölf Monate und der Tag und die Nacht je zwölf Stunden haben: Zwölf ist eine magische Zahl in der Geschichte der Menschheit. Egal ob zwölf Stämme, zwölf Apostel oder zwölf Geschworene, sogar die Europaflagge hörte bei zwölf Sternen das Zäh-
len auf. Wenn man als Mathematikbegeisterter nachliest, findet man sogar, dass ein Zwölf-Knoten-Seil den frühen Baumeister zum rechten Winkel führte, da die Seitenlängen 3+4+5 (=12) ein rechtwinkliges Dreieck beschreiben (Pythagoras 3²+4²=5²).

Stecker für die Steuerungs- und Prozesstechnik

Somit scheint es auch nicht verwunderlich, dass der Industrie-Steckverbinder-Standard M12 von den Anwendern angenommen wurde und sich über die Jahre als der Rundsteckverbinder für die Steuerungs- und Prozesstechnik etablierte.

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M12-Verbinder – basierend auf der M12-Gewinde-Schraubverriegelung – sind heute von 3- bis 12-polig für Ströme von 1,5 bis 4 A und Spannungen von 30 bis 250 V von vielen Herstellern verfügbar und austauschbar (IEC 61076-2-101). Dazu wurden auch für viele Polzahlen intelligente Kodierungen entwickelt, welche es erlauben, die gleiche Polzahl für unterschiedliche Applikationen zu verwenden und trotzdem Steckfehler zu vermeiden.

Vorkonfektionierte Leitungen ermöglichen eine schnelle Installation der Produktionsanlagen, einen einfachen Umbau und schnellen Ersatz im Reparaturfall.

Durch die Standardisierung dieses Steckverbinders haben auch viele Industrie-Netzwerkstandards wie ProfiBus, ProfiNet,
DeviceNet und EtherNet/IP ihre Verkabelungsstandards auf M12 aufgebaut.

Deshalb ist es nicht verwunderlich, dass es viele Ergänzungen und Derivate zu den standardisierten M12-Steckverbindern gibt.

Im Zuge der dezentralen Steuerungsarchitektur wurden Verteiler und intelligente Ein-/Ausgabemodule entwickelt, die acht und mehr M12-Steckplätze auf engstem Raum zusammenführen (siehe Bild 1, links).

Das Schraubverriegeln der Verbinder ist aufwändig, weshalb Schnellverschlüsse entwickelt wurden, die – rückwärtskompatibel mit den Schraubverschlüssen – eine schnelle Kopplung und ein einfaches, aber abgesichertes Entkoppeln erlauben.

Eine unendliche Geschichte

Der M12-Steckverbinder

Die von Molex eingeführte Ultra-Lock-Schnellverriegelung (Plug and Play) hat auch für das Entriegeln in schwierigen Einbaubedingungen Lösungen parat (Bild 1).

Molex war federführend in der Entwicklung und Standardisierung des M12 X-kodierten Steckgesichtes, mit dem sich auch Gigabit Ethernet problemlos in die industrielle Architektur bis zur Peripherie einbinden lässt. Die Aderpaare sind im Steckverbinderpaar durchgängig geschirmt und erfüllen auch höhere Anforderungen an Übersprechen und Signalintegrität (Bild 1).

M12-Hybridstecker und M12-Hülsen für rauen Betrieb

Eine weitere Entwicklung ist der M12-Hybridstecker, mit dem Spannungsversorgung, Kontrollsignale und Fast Ethernet 100BaseT über eine Schnittstelle geführt werden können (Bild 1). Bei dieser sogenannten „Circular Hybrid Technology“ (CHT) werden die 100Base-T Paare im Quad geschirmt im Kabel und über das Verbinderpaar geführt.

Die Einführung von M12-Steckverbindern für den extrem rauen Betrieb bei Nutzfahrzeugen, selbstfahrenden Arbeitsmaschinen und im Bergbau führte zur Entwicklung von Hülsen um die Verbinder, die IP69K erfüllen und einer Zugkraft von mehr als 981 N (ca. 100 kg) am Kabel standhalten (Bild 2).

In Summe muss man anerkennen, dass sich das M12-Steckverbindersystem mit all seinen Derivaten zu einem Platzhirsch bei industriellen Applikationen entwickelt hat. Von der Spannungsversorgung über Signalübertragung bis hin zur Netzwerktechnik als Fast Ethernet oder Gigabit Ethernet werden alle Anforderungen der industriellen Verdrahtungstechnik in kleinster Bauweise abgedeckt. Dabei werden Anforderungen wie IP67 oder IP69K bezüglich Staub- und Wasserdichtheit erfüllt.

Eine einfache Installation mit vorkonfektionierten Kabeln, ein Programm von Verteilern mit integrierter und intelligenter Elektronik sowie Protokoll-Konvertern und einer weltweit einheitlichen Kodierung gegen Fehlsteckungen ermöglichen dem Anwender den Einsatz bei vielen unterschiedlichen Problemstellungen.

Werden Platz- oder Leistungsanforderungen nicht vom M12-Steckverbindersystem abgedeckt, dann stehen immer noch der größeren Bruder, das M23-Leistungsverteilungssystem (6- bis 19-polig bis 28 A) oder die kleinere Schwester, das M8-Nano-Steckverbindersystem (3- bis 5-polig für Sensoren) mit ähnlichen Systemeigenschaften dem Anwender zur Verfügung.

Es erweist sich, dass sich aus der goldenen Zahl 12 ein System entwickelt hat, das nicht nur in der Industrieelektronik, sondern aufgrund seiner Kompaktheit und seiner Eigenschaften für die extreme Umgebung auch in anderen Märkten gefragt ist.

* Herbert Endres ist als Marketingdirektor Technologie bei Molex verantwortlich für Technologie und neue Projekte.

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