M12 Push-Pull-Schnellverriegelung Komfortabel stecken und verbinden

Aufgrund der zunehmenden Digitalisierung und der steigenden Datenraten im Zuge von Industrie 4.0 oder dem Industrial Internet of Things (IIoT) wandelt sich auch die klassische Verbindungstechnik. Steckverbinder müssen heute sowohl Energie als auch Signale und Daten übertragen. Mit dem Trend zur Miniaturisierung werden sie außerdem immer kleiner, müssen aber dennoch robust bleiben und immer höhere Steckzyklen gewährleisten.

Steckverbinder weisen außerdem intelligente Funktionen auf. Industriesteckverbinder sollen schließlich nicht nur Daten übertragen, sondern auch Informationen generieren, die im IIoT weiter verarbeitet werden können. High-Speed Datenraten im GBit/s-Bereich sind vor allem bei der automobilen Verbindungstechnik notwendig, was wiederum ausgeklügelte HF-Konzepte erfordert. Das bedarf leistungsfähiger, flexibler und vor allem kompakter Anschlusslösungen für die dezentralen Automationsteilnehmer – mit dem Trend hin zur leistungsfähigen, flexiblen und kompakten Versorgung der Feldteilnehmer mit Signalen, Daten und Leistung. Für Gerätehersteller, Anlagenbetreiber und Wartungspersonal zählen dabei vor allem Eigenschaften wie Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit.

Standard zukunftssicher weiterentwickeln

Die kompakten und gleichzeitig leistungsfähigen Steckverbinder der Baugröße M12 erfüllen diese Anforderungen. Sie sind seit Jahrzehnten weitgehend als Industriestandard sowohl für Signal- als auch für Datenanwendungen etabliert. Dank ihrer Zuverlässigkeit und der internationalen Standardisierung wurden sie weltweit zum Synonym für die industrielle Feldverkabelung.

Inzwischen gibt es ein durchgängig normiertes Programm zur Signal-, Daten- und Leistungsübertragung. Das macht den M12-Standard zunehmend zu einer Universallösung mit hoher Zukunftssicherheit. Da er sich dank neuer Kodierungen mittlerweile gleichermaßen für die einfache Signal-, Highspeed- sowie die kompakte Leistungsübertragung eignet, kommt er in immer mehr Applikationen zum Einsatz. Er bildet unter anderem die Basis für die nächste Generation des Industrial Ethernets und ist außerdem eine wichtige Schnittstelle für die zunehmende Vernetzung im Sinne von Industrie 4.0 und IIoT.

Die Steckverbinderbranche reagiert auf diese neu entstehenden und vielversprechenden Märkte mit dem forcierten Ausbau ihres Produktangebots an M12-Steckverbindern. Yamaichi Electronics entwickelte zum Beispiel kompakte M12-Varianten mit Push-Pull-Technologie und umging damit gleich mehrere Einsatzhürden für die Industrie mit ihren zunehmend sehr hoch integrierten und raumsparenden Lösungen. Die neuen Varianten sind explizit auf Anwendungen ausgerichtet, bei denen zu wenig Platz zum Verschrauben vorhanden ist und für die bisherige Schnellverriegelungen meistens zu groß und zu kostenintensiv gewesen sind. Mussten die Anwender bisher sowieso auf herkömmliche M12-Steckverbinder mit Schraubverschlüssen und deren Vorteile verzichten, können sie nun mit den M12-Push-Pull-Lösungen von der Robustheit und den geringen Kosten eines M12-Steckverbinders profitieren.

Der Push-Pull-Mechanismus ist auch vor dem Hintergrund der zunehmend automatisierten Verarbeitung von Komponenten relevant. Denn wenn das ansonsten übliche Schrauben entfällt und die Verriegelung durch einfaches Stecken erfolgen kann, lassen sich werkzeuglos zu bedienende Steckverbindungen selbst bei beengten Platzverhältnissen schneller, sicherer und nachhaltig montieren. Die Problematik, dass herkömmliche Schraubgewinde des M12 bei beengten Platzverhältnissen unhandlich zu bedienen sind, haben Steckverbinder-Hersteller früh aufgegriffen und mit Lösungen bedient, wie die zahlreichen M12-Steckverbinder-Serien mit Schnellanschluss-Systemen auf dem Markt belegen.

M12 mit Push-Pull-Verriegelungsmechanik

Yamaichi hat für seinen Lösungsansatz zwei Technologien vereint, indem es das Prinzip der Push-Pull-Verriegelungsmechanik in die M12-Bauformen packte. Die sich daraus ergebenden Push-Pull-Versionen wurden dergestalt integriert und weiterentwickelt, dass diese Form der Verriegelung am Ende nicht größer als eine Standard-Ausführung des M12-Steckers mit Gewinde ist. Bauraum und Platzbedarf unterscheiden sich aus diesem Grund nicht von einem Standard-M12-Stecker.

Das geschah auf Basis des Wissens, das sich das Unternehmen in den vergangenen Jahren ausgehend von seiner Rundsteckverbinderserie Y-Circ P mit Push-Pull-Verriegelung erarbeitete. Die Y-Circ-P-Steckverbinder sind kürzer und leichter als der Marktstandard und andere vergleichbare Steckverbinder. Abhängig von Steckertyp und -größe beträgt die Längendifferenz bis zu 20 Prozent. Auch bei ihnen stand die Miniaturisierung im Fokus. Schlussendlich kombinierte Yamaichi seine M12-Steckverbinder-Produktfamilie Y-Circ M mit seiner Push-Pull-Serie Y-Circ P und entwickelte daraus die Variante M12-Push-Pull.

Beim neuesten Steckverbinder-Typ mit der Bezeichnung Y-Circ M Push-Pull ersetzt der Push-Pull-Mechanismus aber nicht nur eins zu eins den herkömmlichen Schraubverschluss. Darüber hinaus erfolgt die Verriegelung des M12 automatisch beim Stecken, wozu im Gegensatz zu anderen Marktvarianten nicht einmal eine halbe oder viertel Umdrehung erforderlich ist. Bei dieser Push-Pull-Variante ist das fehlerhafte Stecken, das bei herkömmlichen M12-Steckern zum Beispiel durch ein falsches Drehmoment ein Risiko darstellen kann, so gut wie ausgeschlossen.

Die Steckverbinder eignen sich insbesondere für Applikationen, bei denen wenig Platz zur Verfügung steht oder sich das Verschrauben aufgrund der Zugänglichkeit zur Schnittstelle als problematisch erweist - wie etwa in der Automatisierungstechnik und im Anlagenbau. Sie ermöglichen höhere Steckzyklen im Vergleich zu herkömmlichen Schraubverschlüssen. Noch entscheidender ist das schnelle, einfache und zuverlässige Stecken und Entriegeln in engen und prekären Räumen und Umgebungen.

Reserven bis 10 GBit/s

Der Hersteller hat im selben Zuge für Rückwärtskompatibilität gesorgt. Die Schnellverriegelung ist in den aktuellen Entwicklungen in den Kabelsteckverbinder integriert. Jedoch erst in Verbindung mit der entsprechenden Buchse ist die Nutzung des Push-Pull-Mechanismus möglich. Diese Buchse ist so ausgelegt, dass sie zusätzlich auch jeden Standard-M12-Stecker mit Gewinde aufnimmt. Das Konzentrieren auf die Rückwärtskompatibilität vermied Kompromisse wie zum Beispiel in puncto Robustheit im Feld, Größe und Kosten, die bei einer Kompatibilität in beiden Richtungen ansonsten notwendig gewesen wären.

Die Isolatoren und Kontakte des M12-Push-Pull-Steckverbinders, der in gerader sowie gewinkelter Form verfügbar ist, entsprechen dem Standard IEC 61076-2-101/109. Das Design erlaubt eine Wasserdichtigkeit bis mindestens IP65/67. Derzeit lassen sich M12-Steckgesichter mit A-Kodierung (fünf- und achtpolig) sowie B-, D- und X-Kodierung umsetzen. Damit sind Highspeed-Datenübertragungen bis zu 10 GBit/s möglich, die auch für künftige Datenübertragungsaufgaben in Industrie- und Data-Networking-Applikationen ausreichend Reserven bieten.