Ursprünglich war das Einsatzgebiet der M12 Rundsteckverbinder auf Sensorik beschränkt. Das M12x1-Gewinde der Sensorrohre war Ausgangspunkt zur Verriegelung von zunächst vierpoligen Ausführungen für Spannungsversorgung und Signalkontakten für Öffner- und Schließerfunktion. Dabei sind die Stiftseite im Sensor und die berührungssichere Buchsenseite am Kabel angebracht, da die Spannung vom Kabel kommt. Bis dato waren die Sensoren fest verkabelt, was den Service erschwerte, da die Kabel mitinstalliert oder ausgetauscht werden mussten. Der Sensorhersteller musste eine viele Sensoren mit unterschiedlichen Kabellängen anbieten. Ein Austausch im Servicefall war aufwendig und kostenintensiv, da neben dem Sensor auch das Kabel zu entsorgen war.
Inzwischen sind zirka 80 Prozent der Sensoren steckbar ausgeführt. Am Anfang setzten die Sensorhersteller auf konfektionierbare Steckverbinder. Das sind Versionen, die der Kunde vor Ort an das Kabel anschließen kann. Ihre Nachteile sind mögliche Konfektionierungsfehler und der relativ hohe Aufwand an Fachpersonal. Deshalb wurden häufig am Kabel angespritzte Versionen zum Standard. Mit dem Problem unterschiedlicher Kabellängen- und spezifikationen müssen die Hersteller zurechtkommen.
Plug-and-play vermeidet Fehler
Die Bedeutung von an beiden Seiten umspritzten Steckverbindern, den sogenannten Verbindungsleitungen, hat zugenommen seit die Verdrahtung aus dem Schaltschrank in die Maschine gewandert ist. Auf Sensorseite befindet sich die Dose, während an der Verteilerbox der Stecker angebracht ist. Somit wird Plug-and-play noch mehr entsprochen. Fehlermöglichkeiten werden beim Verdrahten fast völlig eliminiert. Die Verteilerbox ist in modernen Anlagen eine ethernetbasierte Schnittstelle mit der Möglichkeit, Sensoren und Aktoren zu überwachen und zu steuern.
In den vergangenen Jahren hat sich der Anwendungsbereich der Steckverbinder nicht nur weltweit sondern auch applikationsbezogen stark verbreitert. Damit sind unterschiedliche Anforderungen entstanden, die sich in verschiedenen Spezifikationen widerspiegeln. Zu den Hauptbranchenanforderungen zählen derzeit Werkzeugmaschinen, Montageautomation und Lagertechnik und Verpackungsmaschinen, aber auch Roboter-Schleppketten-Anwendungen. Darüber hinaus gehören die Lebensmittelindustrie, die Verkehrstechnik, der Einsatz im Freien und die Prozessautomatisierung dazu.
Leider gibt es kein Allheilmittel, weshalb aus Kostengründen und Gründen der Verfügbarkeit unterschiedliche Lösungen, teilweise optisch zugeschnitten, entstanden sind. Ein Beispiel dafür sind weiße und graue Lösungen für den Lebensmittelbereich, die gut zu reinigen, chemisch widerstandsfähig gegen Reinigungsmittel und dampfstrahlbeständig sein müssen.
Neben den Branchenlösungen haben sich auch Anforderungen, die die Funktionalität betreffen, herausgebildet. Dazu zählt der Einsatz für die Datenübertragung und Spannungsversorgung. Während für Datensteckverbinder das geeignete Schirmkonzept und die Geometrie bezüglich Übertragungseigenschaften wichtig sind, geht es bei Spannungsversorgungssteckverbindern um Luft- und Kriechstrecken, das Wärmemanagement und das Schutzkonzept. Damit die Steckverbinder für unterschiedliche Funktionalitäten nicht miteinander gesteckt werden können, gibt es in Normen festgelegte Kodierungen. Der Vorteil des M12-Systems besteht darin, dass für alle Kodierungen Gleichteile verwendet und mit Hilfe eines Baukastensystems die Kosten niedrig gehalten werden können.
Ein weiterer Trend ist die Erhöhung der Kontaktanzahl im gleichen Bauraum. Während am Anfang nur vierpolige Versionen verfügbar waren, gibt es jetzt fünf-, acht-, zwölf- und 17-polige Ausführungen.
M8 Steckverbinder schaffen Platz
Mit zunehmender Miniaturisierung der Sensorik war es möglich, gleiche oder größere Funktionalitäten in kleinerem Bauraum unterzubringen. Anforderungen, die noch vor Jahren an Platzproblemen scheiterten, sind jetzt machbar. Damit bildete das M8x1 Sensorrohr den Ausgangspunkt für eine neue Steckverbindernorm, die DIN EN 61076-2-104. Zwischenzeitlich gibt es neben den drei- und vierpoligen Ausführungen höherpolige mit bis zu acht Kontakten im gleichen Bauraum. Aus historischen Gründen erfolgt beim M8 drei- und vierpolig die Kodierung über die Kontakte. Damit ist es nicht wie beim M12 und M5 möglich, diese Versionen miteinander zu stecken.
Das hat den Nachteil, dass der Anwender bei einer Nutzung unterschiedlicher Polzahlen beide Kabel beschaffen muss. Beim M12 sind drei-, vier- und fünfpolige Ausführungen miteinander steckbar. Eine weitere Besonderheit beim M8 ist die Nutzung eines Kombinationsanschlusses zur Schnappverriegelung. Allerdings hat diese an Bedeutung verloren, obwohl sie eine gute Alternative zur aufwendigeren Schraubverriegelung darstellt. Es sind die gleichen Anforderungen wie beim M12 zu beobachten.
M5 Steckverbinder stoßen an Grenzen
Der Miniaturisierung von Steckverbindern sind jedoch Grenzen gesetzt, insbesondere beim Handling, der Bedienung, Konfektionierung und Herstellbarkeit, da die Anwendungsmöglichkeiten stark eingeschränkt werden. Das gilt insbesondere für die M5 Steckverbinder, die nochmals mit reduzierten Abmaßen aufwarten können. Diese drei- und vierpoligen am Kabel angespritzten und Einbausteckverbinder-Versionen sind nach DIN EN 61076-2-105 genormt. Derzeit sind die beiden Programme noch nicht in der Breite wie beim M12 verfügbar. Da diese Steckverbinder zunehmend genutzt werden, wird die Lücke aber geschlossen werden.
Die Baureihen mit kleineren Abmessungen werden überall dort eingesetzt, wo es um Gewichtsreduzierungen und Platzprobleme geht, wo das Handling nicht ausschlaggebend ist und wo es nicht darauf ankommt, sich auf besondere Umweltsituationen einzustellen. M5 und M8 Steckverbinder sind natürlich auch auf Grund der kleineren Baugröße für kleinere Ströme und Spannungen ausgelegt und mechanisch nicht so robust wie M12 Steckverbinder. Weitere Einschränkungen sind der kleinere Anschlussquerschnitt und die Konfektion von großen Kabeldurchmessern. Die Entwicklungen werden ähnlich wie beim M12 in Richtung Branchenlösungen und der Abbildung weiterer Funktionalitäten gehen.
