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Rundsteckverbinder

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Industrie 4.0 braucht kleine Stecker

Text: Uwe Widmann, Belden
Der Trend zur Miniaturisierung von Steckverbindern verstärkt sich durch die Einführung von Industrie 4.0 zusätzlich. Gesucht werden kleinere Formate. Bei Rundsteckverbindern ist hier gerade einiges in Bewegung.

Rundsteckverbinder der Normungsreihe IEC 61076-2-xxx für Signal-, Daten- und Power-Anwendungen sind im industriellen Umfeld als Standard etabliert und kommen stetig in weiteren Bereichen zum Einsatz. Derzeit befindet sich eine neue M12-Power-Steckverbindervariante in der Markteinführung. Weitere Rundsteckerformate, wie M12-Hybrid und M8-Fast-Ethernet, werden aktuell in verschiedenen Standardisierungsgremien besprochen.

M12: Robust und gut geschützt

Den großen Erfolg verdankt der Rundsteckverbinder seiner Robustheit, der hohen Schutzart, mindestens IP65 nach DIN EN 60529 und seiner einfachen Handhabung. Der weite Temperaturbereich von mindestens -25 bis 85 °C und seine hohe Medienbeständigkeit haben ebenfalls ihren Teil dazu beigetragen. Zudem wurde er frühzeitig über den Standard DIN EN 61076-2-101 durch die Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (DKE) detailliert beschrieben. Die Norm legt das Steckgesicht und die Mindestanforderungen an die elektrischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften fest; das gewährleistet den Austausch der Komponenten zwischen den Herstellern. Durch den rasanten Fortschritt in der Automatisierungstechnik erschließen sich für den Rundsteckverbinder immer wieder neue Anwendungsfelder. M12-A-kodierte Geräteanschlüsse finden sich an Näherungsschaltern, Lichtschranken, Drehgebern und Verteilerboxen.

M8: Hohe Packungsdichte, geringer Platzbedarf

Viele dieser Geräte benötigen nicht nur eine hohe Packungsdichte, es steht für sie auch weniger Platz zur Verfügung. Aus diesem Grund müssen Steckverbinder kleiner werden. Dieser Trend zur Miniaturisierung führte zur Entwicklung des M8-Steckverbinders. Er ist in der Bauartspezifikation IEC 61076-2-104 beschrieben. Alle Varianten des Rundsteckverbinders gibt es in gerader- und gewinkelter Ausführung, mit verschiedenen Polzahlen und Litzenquerschnitten und als Leitungs- und Einbauversionen. Als Standard im Feld haben sich die Typen mit angespritzter Leitung durchgesetzt. Zudem sind beschaltete Steckverbinder mit einer Betriebs- und Funktionsanzeige erhältlich.

Industrie 4.0 beschleunigt Miniaturisierung

Im Kontext mit Industrie 4.0 hat sich der Trend in der Miniaturisierung beschleunigt. Gerätehersteller fordern kleinere Abmessungen für die Power- und Daten-Geräteanschlüsse bei ansonsten gleichen Produkteigenschaften. Das Resultat ist der M12 Power Connector nach IEC 61076-2-111 CD.

Die Kodierungen S, L, K, T ermöglichen den Austausch der 7/8-Zoll-Power-Steckverbinder, ohne die Spezifikationen zu beeinträchtigen. Durch den Einsatz von M12-Power-Steckverbinder reduziert sich die Größe der Gerätesteckverbinder um 45 Prozent gegenüber 7/8-Zoll-Steckverbindern. Die Stecker gibt es in den vier Kodierungen und mit unterschiedlichen Polzahlen. Außerdem existieren Versionen mit geradem und gewinkeltem Leitungsabgang, mit geschirmten und ungeschirmten Leitungen und mit Litzenquerschnitten von 0,75 mm², 1,5 mm² und 2,5 mm². Die umspritzten M12-Power-Varianten mit 2,5 mm² Leitungsquerschnitt verringern den ohmschen Leitungsverlust, reduzieren die Eigenerwärmung der Leitung und sorgen für geringe Übertragungsverluste.

M12-Hybrid: Strom und Daten übertragen

Reicht der Bauraum in den Geräten für eine getrennte Power- und Datenversorgung nicht mehr aus, muss auf M12-Hybridsteckverbinder zurückgegriffen werden. Die Steckverbinder gemäß IEC 61076-2-113 Ed. 1.0 CDV / M12 Hybrid besitzen 4 Power- und 4 Datenanschlüsse in einem M12-Steckgesicht. Die 4 Power-Kontakte weisen einen Stift-Durchmesser von 1,0 mm auf, die 4 Datenkontakte von 0,6 mm. Dadurch können Ströme von bis zu 6 A und gleichzeitig Daten mit 100 Mbit/s (Fast-Ethernet) übertragen werden. Die Stecker werden mit angespritzten Leitungen und Splittern, zur Aufteilung und Zusammenführung der Hybridverkabelung, verfügbar sein. Mit dem Abschluss der Normierungsarbeiten und der Veröffentlichung des M12-Hybrid- und des M12-Power-Steckverbinder-Standards ist noch im Jahr 2016 zu rechnen.

Der Trend zur Miniaturisierung ist auch bei den Rundsteckverbindern für den Datenbus zu erkennen. In der IEC/PAS 61076-2-114 Ed.1 / M8-D-CAT 5 wird ein M8 Rundsteckverbinder für 100 MBit/s beschrieben. Der Steckverbinder, wird die gleichen Übertragungseigenschaften aufweisen, wie der seit fast 15 Jahren bewährte M12-D-kodierte Steckverbinder.

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