Mit Industrie 4.0 steigt das Datenaufkommen und damit der Datenaustausch zwischen Unternehmen und Unternehmensapplikationen (Maschine-zu-Maschine-Kommunikation) bis in die Feldebene. Folglich sind höhere Datenübertragungsraten notwendig. Mit der neuen Norm für den X-kodierten M12-Steckverbinder (IEC 61076-2-109) wurde der Weg dafür geebnet.

Für die Datenkommunikation in der Industrie war die Weiterentwicklung des M12-Steckverbinders unumgänglich. Denn das Konzept von Industrie 4.0 verlangt leistungsfähigere Kanäle zur Datenübertragung, insbesondere höhere Datenübertragungsraten bei geringer Fehlertoleranz. Die Harting-Technologiegruppe hat deshalb die Entwicklung eines neuen Industriestandards und die IEC-Zertifizierung für den M12 mit vorangetrieben, unter anderem, um herstellerübergreifend einheitliche Steckgesichter zu erreichen. Der Kundennutzen: Durch die neue IEC-Norm gibt es weltweit ein einheitliches Steckgesicht, was für den Anwender Investitionssicherheit bedeutet.
Die Anforderungen an das M12-Format variieren im großen Spektrum der Anwendungen, das von der Verkehrs- über die Energietechnik bis hin zur industriellen Automatisierung reicht. Um den hohen Anforderungen an die Vibrationsbeständigkeit von Steckverbindungen, zum Beispiel in der Verkehrstechnik, gerecht zu werden, hat Harting M12-Kabelsteckverbinder mit Crimp-Anschlusstechnik entwickelt. Der Vorteil von Crimp-Anschlüssen liegt darin, dass auch bei lang anhaltender starker Vibration keine Gefahr besteht, dass sich die Verbindungen lockern oder lösen.
Für die Daten-, Signal- und Leistungsübertragung in der Verkehrstechnik stehen derzeit zwei verschiedene Kontaktarten zur Verfügung, die sich an Kabeln mit Durchmessern zwischen AWG 23 und AWG 28 anbringen lassen:

• die Crimpanschluss-Technik: Ein Kontakt wird von einem Leiter durch kontrollierte Verformung gasdicht umschlossen.

• die Insulation-Displacement-Contact-(IDC)-Technik: Eine Schneidklemme durchdringt die Aderisolierung und kontaktiert die Kabellitzen. Hartings IDC-Technik trägt den Namen Harax.

Für den Einsatz eines M12-Steckverbinders darf der Kabelaußendurchmesser (wie marktüblich) maximal 8,8 mm betragen. Die Bedruckung des Kontaktträgers mit den konventionellen Kabelfarben erleichtert die Konfektionierung ebenso wie die Montage und Wartung. Mithilfe der Farbgebung lässt sich die Lage der Kontakte stets korrekt bestimmen. Beim Einlegen in den Isolierkörper schnappen die Kontakte hörbar ein, sodass der Anwender stets sicher sein kann, einen leistungsfähigen Kontakt hergestellt zu haben.

Leiterpaare eindeutig zuordenbar
Beim feldkonfektionierbaren Har-speed M12 kommt die Harax-Schneidklemmentechnik zum Einsatz. Geräteseitig werden M12-Leiterplattensteckverbinder in gerader und gewinkelter Ausführung angeboten. Eine spezielle Auswahl der Werkstoffe sichert die Reflow-Fähigkeit der Komponenten, das heißt der Werkstoff hält im Lötofen Temperaturen bis 230 °C stand, das Lot wird flüssig, der Kunststoff bleibt stabil.
Für die Performance gemäß Klasse EA ist sowohl auf der Kabel- als auch auf der Geräteseite ein Schirmkreuz vorhanden. Es führt Kabelpaare in einzelne Kammern und verhindert so eine Beeinträchtigung der Signalübertragung. Das Schirmkreuz vereinfacht die Konfektionierung, da sich die einzelnen Leiterpaare aufgrund von Anordnung und Farbgebung eindeutig zuordnen lassen. Zudem wird die Konfektionierung durch eine Montageanleitung, die zum Lieferumfang gehört, erleichtert.

Verschrauben war gestern, heute heißt es PushPull
Das M12-Portfolio von Harting bietet weitere Features, die für zusätzliche Flexibilität der Verkabelung sorgen. Zu den entsprechenden Komponenten zählen der Har-speed M12 Gender Changer sowie der Har-speed-Adapter. Der M12-RJ45-Adapter dient als Verbindungsstück zwischen dem Rundsteckverbinder mit Schutzart IP65/67 und der spezifischen IP20-Umgebung des RJ 45. Zu den möglichen Anwendungssituationen zählen Gehäuse von Geräten und Schaltschränke. Mit dem M12 Gender Changer (Buchse-Buchse) lassen sich zwei Stift-Steckverbinder miteinander verbinden. In Kombination mit einer Wandhalterung ermöglicht er zudem eine komplett abgeschirmte Wanddurchführung.
Das M12-Portfolio verfügt optional über die PushPull-Verriegelungstechnik. Dabei wird das Verrasten von Buchse und Stift durch ein klar hörbares Klicken angezeigt. Diese Art der Verriegelung bietet gegenüber der Verschraubung den Vorteil höherer Vibrationsfestigkeit, was vor allem für Applikationen im Bereich Transportation/Bahn relevant ist. Datenschnittstellen für FastEthernet und Gigabit-Ethernet auf Switchen können mit der Harting-PushPull-Technik ausgerüstet werden. Zudem entfällt das aufwendige Verschrauben mit kontrolliertem Drehmoment.
Der Trend zur Miniaturisierung und die immer größere Dichte von Steckverbindungen führen immer häufiger zu Platz- beziehungsweise Raumproblemen im Feld. Switche werden zum Beispiel mit immer mehr Ports versehen, wodurch die Zugänglichkeit einzelner Steckverbinder leidet. Push-Pull-Steckverbinder sind eine gute Alternative für Applikationen, in denen zu wenig Platz für das Verschrauben von Rundsteckverbindern zur Verfügung steht. In solchen Einbausituationen lässt sich die Endposition der Verriegelung kaum zuverlässig bestimmen. Die PushPull-Technologie von Harting hingegen vereinfacht das Ver- und Entriegeln gleichermaßen. Zum Stecken und Ziehen der PushPull-Verbindung wird kein Werkzeug benötigt, Montage- und Wartungszeiten verkürzen sich. In der Applikation bleibt Platz für weitere Komponenten und/oder zusätzliche Steckverbindungen.

Aufpressen einer Metallkappe ersetzt Umspritzen
Kabelseitig hat der Anwender die Wahl, ob er auf die PushPull-Technik zurückgreift oder die bewährte Verschraubungstechnik nutzt. Die geräteseitigen M12-Flanschdosen sind rückwärtskompatibel, das heißt: Anwender gewinnen Optionen zum Nachrüsten, wenn sie vorhandene Buchsen in einem rückwärtskompatiblen M12-Gehäuse platzieren. Entsprechende Applikationen sind dann sowohl für PushPull- als auch für Schraubsteck-Verbindungen gerüstet.
Im industriellen Umfeld sind umspritzte Lösungen bei Kabelverbindungen üblich, weil sie in rauen Umgebungen besondere Festigkeit zeigen. Eine Herausforderung besteht darin, dass schon bei geringfügig abweichenden Kabeltypen die Werkzeuge für den Spritzguss neu angepasst werden müssen. Umspritzte Lösungen sind daher für Kabel-Konfektionierer vor allem dann attraktiv, wenn für einen Kabeltyp M12-Verbindungen in großer Stückzahl nachgefragt werden. Harting hat sich dieser Herausforderung gestellt und mit Press and Go eine Ergänzung zu seinem M12-Portfolio entwickelt. An die Stelle des Umspritzens mit Kunststoff tritt bei dieser Lösung das Aufpressen einer Metallkappe. Diese Kappe passt für unterschiedliche Kabeltypen und Durchmesser. Mit dem M12-Press-and-Go-Konzept bietet Harting eine flexible und wirtschaftliche Lösung auch bei geringen Stückzahlen.