Der technologische Fortschritt und insbesondere die Digitalisierung in der Automatisierungstechnik fand in den vergangenen drei Jahrzehnten in gewaltigen Innovationsschüben statt. Dabei stellte die ständig zunehmende Funktionalität der Geräte und die gleichzeitige Forderung nach immer kompakteren Gehäuseabmessungen auch höhere Anforderungen an die Anschlusstechnik und damit an M12-Steckverbinder. Diese entwickelten sich durch zahlreiche Polbilder vom ‚einfachen‘ Sensoranschluss, der bereits Mitte der 80er-Jahre als 4-poliger kompakter Direktanschluss für Sensoren konzipiert wurde, zum universellen Weltstandard für die Verbindungstechnik von Daten, Signalen und Leistung bei Automatisierungskomponenten.

Durch ein verbessertes Handling ermöglicht das M12-Push-Pull-Konzept kompaktere Bauformen von Geräten.

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Doch die M12-Schraubverriegelung der Steckverbinder hat – neben all ihren Vorteilen – einen kleinen Wermutstropfen: den Zeitaufwand für das korrekte Verschrauben. Um an diesem Punkt zu optimieren, entstanden in den letzten Jahren unterschiedliche Ansätze, um die Verriegelung durch sogenannte ‚Schnellkuppeltechniken‘ zu ersetzen oder mit dem M12-Gewinde zu kombinieren. Dabei blieb es jedoch bei proprietären Lösungen, die sich letztlich nicht als Marktstandard etablieren konnten. Die Gründe dafür waren unterschiedlicher Natur – unter anderem Mehrkosten, eingeschränkte Verfügbarkeit durch nur einen Hersteller sowie vor allem fehlende Standardisierung.

Weltweite Akzeptanz

Die weltweite Akzeptanz des M12-Steckverbinders basiert zu einem wesentlichen Teil auf der lückenlosen Standardisierung durch IEC-Normen. Die neue IEC 61076-2-010 schafft nun eine harmonisierte normative Einbindung für alle marktüblichen M12-Push-Pull-Schnellanschlussvarianten. Sie ermöglicht es, Automatisierungskomponenten künftig mit einer durchgängigen standardisierten Push-Pull-Schnellanschlusstechnik auf Basis von M12 zu verbinden.

Beim Vergleich der M12-Push-Pull-Schnellverriegelung mit einem konventionellen M12-Steckverbinder mit Standardgewinde bietet die Push-Pull-Variante eine deutliche Zeitersparnis bei der Installation. Durch das einfache Stecken der Verbindung sparen Anwender bis zu 80 % Installationszeit und damit auch deutlich an Kosten. Aufgrund der verbesserten Handhabung der M12-Push-Pull-Schnellverriegelung kann auch das Geräte-Layout kompakter werden: Zum einen ist weniger Platz zwischen einzelnen Geräte-Ports erforderlich, zum anderen können die Geräte-Ports wahlweise vollständig ‚versenkt‘ ins Gerät integriert werden. Beide Vorteile kommen der wachsenden Anforderung nach Miniaturisierung entgegen.

Das M12-Push-Pull-System bietet durch die IEC 61076-2-010 sämtliche für die Verkabelung von Automatisierungskomponenten erforderlichen ­Bauformen.

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Ein weiterer Vorteil der M12-Push-Pull-Schnellverriegelung ist die Anschlusssicherheit, verglichen mit dem konventionellen M12-Steckverbinder: Während zur Sicherstellung der Schutzart IP67 bei einem M12-Steckverbinder mit einem Standard-M12-Gewinde ein Drehmomentwerkzeug nötig ist, entfällt dieses bei der M12-Push-Pull-Schnellveriegelung.

Für den Endanwender ebenso wichtig ist die breite und weltweite Verfügbarkeit des M12-Push-Pull-Systems. Daher haben sich führende M12-Steckverbinder-Hersteller für die Unterstützung der IEC 61076-2-010 ausgesprochen – Hauptgründe dafür sind die herstellerübergreifende Funktionssicherheit sowie die wirtschaftliche Herstellbarkeit durch die Nähe zur Basisnorm -101 und die einfache Integration ins Gerät.

Komponenten für eine durchgängige Topologie

Die M12-Push-Pull-Norm IEC 61076-2-010 ist eine Evolution der Basisnorm -101. Sie referenziert auf alle bekannten M12-Normen, wie etwa die IEC 61076-2-111 für Leistungssteckverbinder (M12 Power) oder die IEC 61076-2-109 für X-kodierte M12-Steckverbinder. Somit hält die M12-Push-Pull-Schnellverrriegelung Einzug in die Signal-, Daten- und Leistungs-Verkabelung im industriellen Bereich.

Die M12-Duo-Kontur erlaubt eine flexible Feldverdrahtung mit M12-Schraubsteckverbindern (links) oder mittels Push-Pull-Schnellverriegelung.

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Auch hier ist nicht nur die Standardisierung der Schlüssel zum Erfolg, sondern vor allen Dingen eine durchgängige System-topologie. Neben den bereits erwähnten Geräte-Ports mit Duo-Kontur benötigt der Endanwender auch umspritzte M12-Push-Pull-Leitungen, Steckverbinder zur Selbstkonfektionierung sowie Verteilungssys-teme, um eine durchgängige Verdrahtung nach seinen Ansprüchen umzusetzen.

Phoenix Contact hat zur Hannover Messe 2021 die ersten Produkte für das Geräte-Design-in sowie für die Feldverdrahtung präsentiert.

Der Clou bei der Weiterentwicklung des M12 ist, dass das bewährte M12-Vollgewinde erhalten bleibt. Der Push-Pull-Mechanismus sitzt einfach davor, was den Umstieg auf Push-Pull erheblich vereinfacht.

Tobias Dietel ist Gruppenleiter Produktmarketing Industrial Field Connectivity bei Phoenix Contact in Blomberg.

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Die Vorteile der nahtlosen Evolution der Push-Pull-Technik werden insbesondere an den Design-in-Eigenschaften der Gerätesteckverbinder deutlich: Im Gerät ändert sich nichts – die geringe Modifi­kation für die Push-Pull-Technik erfolgt nur im Bereich des M12-Gewindes. Gerätehersteller können weiterhin die etablierten M12-Gerätesteckverbinder ohne Änderung an der Gerätekonstruktion einsetzen – zum Beispiel das zweiteilige modulare M12-Reflow-Gerätesteckverbinder-Programm. So wird die Funktionalität der Geräte ohne Zusatzaufwand erweitert und bietet dem Endanwender die Wahlfreiheit, die Feldverkabelung entweder mit herkömmlicher M12- oder mit Push-Pull-Schnellanschlusstechnik umzusetzen.

Die Zukunft des M12-Systems

Das M12-System wird weiterhin sukzessive ausgebaut, um die Push-Pull-Technologie schrittweise in sämtliche M12-Produktfamilien für die Feld- und Geräteverkabelung zu integrieren. Erste M12-Push-Pull-Produkte wurden auf der Hannover Messe 2021 vorgestellt. So sind auf der Feldver-kabelungsseite verschiedene umspritzte A-kodierte M12-Push-Pull-Kabel verfügbar – in Stift- und Buchsenausführung, 3- bis 5-polig sowie in gerader und gewinkelter Form. Für die Geräteintegration stehen die zugehörigen Artikel und bereits weitere Polbilder für zweiteilige THR-Leiterplatten-Steckverbinder bereit.

Jürgen Sahm ist Senior Specialist Produktmarketing, Field Device Connectors, bei Phoenix Contact Connector Technology in Herrenberg.

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Durch die ‚Push-Pull-ready-Option‘ ist es bereits heute möglich, Geräte vorbereitend mit weiteren M12-typischen Polbildern auszurüsten. Die Duo-Funktionalität ermöglicht es Anwendern – je nach Verfügbarkeit der Feldverkabelung –, die Geräte mit Push-Pull- oder herkömmlicher M12-Schraubverriegelung zu betreiben. Anfang 2022 wird Phoenix Contact das Portfolio um geschirmte Varianten sowie Steckverbinder zum Selbstkonfektionieren erweitern. Hiermit lassen sich Applikationen wie analoge Sensoren oder Geräte mit einem Datenanschluss verkabeln.