Binder: Rundsteckverbinder Bewährte Steckverbinder weiter optimiert

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Einige seit vielen Jahren bewährte Komponenten sind in der Automation unverzichtbar. Dazu gehören Steckverbinder der Bauformen M12, M8 und M5. Allerdings werden sie fortlaufend in Konstruktion und Design verbessert und ihre Funktionen erweitert.

In den Netzwerken der Industrie 4.0 sind Steckverbinder das Bindeglied zwischen den datenführenden Kabeln und Feldgeräten, wie Sensoren, Antrieben und Steuerungen. Ursprünglich vor allem im Fahrzeugbau verbreitet, hat sich hier die Bauform M12 über Jahrzehnte als robuste und zuverlässige Schnittstelle bewährt. Diese Steckverbinder können zum einen hohe Datenraten bewältigen, zum anderen können sie die angeschlossenen Geräte auch mit Spannung versorgen. Beides ist über nur einen hybriden Steckverbinder möglich.

Allrounder mit speziellen Fähigkeiten

In der Automatisierungstechnik reichen die Einsatzfelder der Bauform M12 von der Verkabelung von Sensoren und Aktoren über die industrielle Mess- und Regeltechnik sowie das Industrial Ethernet bis hin zu autonomen Robotern oder Cobots. Dafür verfügen die Verbinder M12 (Bild 1) über einen Mindestschutz nach Schutzart IP67. Es stehen auch Varianten nach Schutzart IP68 oder IP69K zur Verfügung. Ihr mechanisch robuster Aufbau und ihre Bediensicherheit sorgen für eine lange Lebensdauer. Ausführungen mit drei, vier, fünf, acht oder zwölf Polen sind verfügbar. Dabei nutzt man drei- und vierpolige Steckverbinder zur Leistungsversorgung, vier- und achtpolige beispielsweise für Datennetzwerke mit Ethernetverkabelung. Um ein fehlerhaftes Stecken zu vermeiden, sind eindeutige Kodierungen der Pole vorgesehen. Für die Signal- und Datenübertragung sind dies die Kodierungen A (Sensoren, DC-Power), B (Profibus), D (100-Mbit-­Ethernet und Profinet) sowie X (10-Gbit-Ethernet). Im Fall der Spannungsversorgung gelten die Kodierungen S und K etwa für Wechselspannungsantriebe und Frequenzumrichter sowie T und L beispielsweise für Gleichstromantriebe oder LED-Beleuchtungen.

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Gegen Korrosion geschützt

Der umgangssprachliche Begriff VA-Stahl – V für Versuchsschmelze und A für Austenit, eine Phase im Eisen-Kohlenstoff-Diagramm – bezeichnet korrosionsbeständige Chrom-Nickel- oder Chrom-Nickel-Molybdän-Stähle. Sie werden im Maschinenbau eingesetzt, damit Komponenten vor Korrosion durch Wasser und Wasserdampf, Speisesäuren sowie schwachen organischen oder anorganischen Säuren geschützt sind. Das betrifft unter anderem Bauteile in der Lebensmittel-, der Pharma- und der Kosmetikindustrie. Zum Beispiel werden Sensoren zum Messen von Füllständen und Durchfluss und deren Steckverbinder aus diesen Werkstoffen ausgeführt. Auch in der Medizintechnik werden Steckverbinder aus Edelstahl eingesetzt. Um die dort geltenden Hygieneanforderungen zu erfüllen, gestalten Hersteller wie Binder die Stecker nach besonderen konstruktiven Kriterien. So darf es keine oder nur wenige Hinterschnitte geben. Darin könnte sich Schmutz ablagern. Zudem sind glatte Oberflächen vorteilhaft sowie eine Sechskant- anstelle der sonst üblichen Rändelkontur.

Mechanisch robust

Grundlage der mechanischen Beständigkeit sind die Anschlussarten Crimpen, Schraubklemmen und Schneidklemmen, zudem die Verriegelungstechniken Push-Pull sowie Schrauben. Für elektromagnetisch belastete Umgebungen sind mehrere hinsichtlich der EMV optimierte Produktvarianten mit Schirmringen beziehungsweise Irisfedern verfügbar. Steckverbinder M12, die anstelle der üblichen Schraubklemme mit einer Käfigzugfeder ausgestattet sind, lassen sich einfach und rasch anschliessen. Ihre Anschlüsse sind beständig auch bei Vibrationen. Noch einfacher zu installieren und konfektionieren sind anschlussfertige Leitungen mit Steckverbindern M12. Das Verdrahten einzelner Adern entfällt. Die vorkonfektionierten, umspritzten und bereits nach Norm DIN EN IEC 61076-2 geprüften Kabel reduzieren den Installations- und Verkabelungsaufwand erheblich. Beim Hersteller Binder stehen mehrere drei- bis zwölfpolige, gerade und gewinkelt sowie ein- oder beidseitig umspritzte Varianten mit unterschiedlichen Kodierungen und Leitungsqualitäten zur Verfügung.

Kompakte Alternativen und Miniaturisierung

Kleinere Bauformen der Steckverbinder, zum Beispiel die Ausführungen M8 und M5, erfüllen ähnliche Funktionen. Sie sind jedoch kompakter und benötigen weniger Raum. Verbindungen mit Verbinder M8 und D-Kodierung können Daten mit bis zu 100 Mbit/s übertragen, benötigen aber etwa ein Drittel weniger Platz als die Steckverbinder M12. Für künftige Datenverbindungen entwickelt der Hersteller Binder derzeit entsprechende Steckverbinder M8. Beispielsweise das Single Pair Ethernet (SPE) ermöglicht eine besonders ressourcenschonende Vernetzung. Über ein einzelnes Adernpaar lassen sich Gigabit-Übertragungsraten und mittels Power-over-Data-Line (PoDL) auch die Spannungsversorgung der Geräte realisieren. Die aktuelle Produktentwicklung bei Binder betrifft neben PoDL auch ein hybrides Konzept für die getrennte Daten- und Leistungsübertragung. Die demnächst verfügbaren Steckverbinder für SPE erhalten entsprechend zwei und vier Pole.

Die besonders kompakten Steckverbinder M5 eignen sich zur Signalübertragung bei sehr engen Umgebungen. Das betrifft beispielsweise Ultraschallsensoren, Miniventile und Messinstrumente in der Medizintechnik, aber auch Cobots. Um sensible Signale bestmöglich gegen elektromagnetische Störungen zu schützen, sind Verbinder M5 mit elektromagnetischer Abschirmung verfügbar. Es gibt sie drei- und vierpolig. Als Option verwirklicht der Hersteller Binder individuell konfigurierte Varianten. (kmu) SMM

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