Die Feldverkabelung stellt die physische Verbindung zwischen Sensor oder Aktor und Steuerungssystem her. Die richtige Lösung besteht jedoch nicht allein darin, zwei Enden miteinander zu verbinden. Steckverbindergehäuse, Kontaktzahl, Anschlussrichtung, Leiterquerschnitt, Kabelaußendurchmesser, Temperatur, Bewegung, chemische Einflüsse und Schutzbedingungen müssen gemeinsam bewertet werden. Die im offiziellen Nemus-Katalog dokumentierten feldkonfektionierbaren M8- und M12-Steckverbinder, umspritzten Sensorleitungen und ergänzenden Zubehörteile decken unterschiedliche Anforderungen dieser Verbindungskette ab. Dieser Leitfaden erläutert, welche Daten bei Anwendungen zu erfassen sind, bei denen die Kabellänge vor Ort festgelegt oder eine Verbindung während der Wartung wiederhergestellt werden muss, und wie sich Nemus-Komponenten vergleichen lassen. Die aktuelle Produktverfügbarkeit ist bei der Bestellung gesondert zu bestätigen.
Welche Anforderungen erfüllen Feldverkabelungskomponenten?
Vorkonfektionierte, umspritzte Kabelsätze ermöglichen eine schnelle und reproduzierbare Verbindung, wenn Standardlängen und werkseitig geprüfte Kabelenden geeignet sind. Feldkonfektionierbare Steckverbinder bieten dagegen Flexibilität, wenn der tatsächliche Leitungsweg erst bei der Inbetriebnahme feststeht, das Kabel durch enge Durchführungen geführt wird oder ein beschädigtes Ende ohne Austausch des gesamten Kabels erneuert werden soll. Zubehör dient dem Schutz ungenutzter Anschlüsse und dem Erhalt der Systemintegrität. Eine dieser drei Gruppen darf nicht pauschal als Ersatz für eine andere gewählt werden. Im Projekt muss vorab festgelegt werden, wie viele Verbindungen vor Ort konfektioniert werden, welche Anschlüsse häufig getrennt werden und welches Montageverfahren das Wartungsteam anwenden kann.
Im Nemus-Katalog werden feldkonfektionierbare M12-Produkte als Stecker und Buchsen, in gerader und um 90 Grad gewinkelter Ausführung sowie mit drei, vier und fünf Kontakten aufgeführt. Die M8-Familie umfasst ebenfalls Stecker und Buchsen, gerade oder gewinkelte Ausführungen sowie Varianten mit drei oder vier Kontakten. Diese Vielfalt betrifft nicht nur die mechanische Auswahl. Kontaktanordnung, Pinbelegung und elektrische Grenzwerte müssen mit dem angeschlossenen Gerät kompatibel sein. Ein gerader Abgang führt das Kabel entlang der Anschlussachse weiter, während ein gewinkelter Abgang den Leitungsweg an beengten Maschinenflächen seitlich umlenken kann. Die Ausrichtung des Winkelgehäuses muss jedoch so gewählt werden, dass das Kabel nach der Montage ohne Zugbelastung geführt werden kann.
Auswahl feldkonfektionierbarer M12-Steckverbinder
M12 ist eine in der Automatisierung häufig verwendete Gehäusegröße für Sensor- und Aktoranschlüsse. Die feldkonfektionierbaren M12-Varianten im offiziellen Nemus-Katalog umfassen A-codierte Produkte mit drei, vier und fünf Kontakten. In den Katalogtabellen werden für die Kontakte CuZn als Werkstoff und eine Nickel-/Goldoberfläche angegeben. Für das Gehäuse werden glasfaserverstärktes PA66, ein FKM-Dichtelement und vernickelte metallische Verriegelungsteile genannt. Diese Angaben müssen anhand des ausgewählten vollständigen Produktcodes erneut überprüft werden, da Produktrevisionen oder Anschlussarten die technischen Tabellenwerte verändern können.
Für die feldkonfektionierbare M12-Familie werden im Katalog 4 A je Kontakt und ein maximaler Leiterquerschnitt von 0,75 mm² angegeben. Der zulässige Kabelaußendurchmesser kann je nach Kontaktzahl und Produkt variieren. Bei Ausführungen mit drei und vier Kontakten sind 4–6 mm angegeben, in einigen Tabellenzeilen zu fünfpoligen Ausführungen dagegen 4–8 mm. Die Feststellung „passt in ein M12-Gehäuse“ reicht daher allein nicht aus. Der Kabelaußendurchmesser muss innerhalb des Klemm- und Dichtbereichs liegen, der Aderquerschnitt innerhalb der zulässigen Grenzen der Anschlussklemme. Abisolierlänge, Adervorbereitung und Anzugsdrehmoment sind der aktuellen Montageanleitung zu entnehmen.
Auch die Spannungsangabe muss zusammen mit der Kontaktzahl und der jeweiligen Produktseite betrachtet werden. Statt die allgemeine Katalogtabelle auf alle Produkte zu übertragen, sind die aktuellen technischen Daten des gewählten Produktcodes zu verwenden. Beispielsweise nennt die aktuelle Nemus-Produktseite für einen bestimmten feldkonfektionierbaren, geraden M12-Stecker mit fünf Kontakten die Referenz DIN EN 61076-2-101, die Konformität mit RoHS 2011/65/EU und die Angabe „Steckzyklen >1000“. Diese Angaben dürfen nicht als gemeinsame Garantie für die gesamte feldkonfektionierbare Produktfamilie dargestellt werden. Sie dürfen nur dann in die Spezifikation aufgenommen werden, wenn dasselbe Produkt und derselbe Revisionsstand bestätigt wurden.
Auswahl feldkonfektionierbarer M8-Steckverbinder
M8-Produkte bieten Platzvorteile bei kompakteren Sensor- und Maschinenanschlüssen. Die feldkonfektionierbare Produktfamilie im Nemus-Katalog umfasst Ausführungen mit drei und vier Kontakten, als Stecker und Buchsen sowie mit geraden und um 90 Grad gewinkelten Gehäusen. Die Katalogtabelle nennt einen maximalen Leiterquerschnitt von 0,50 mm² und einen Kabelaußendurchmesser von 2,5–5 mm. Für die Ausführungen mit drei und vier Kontakten werden eine Obergrenze von 50 V AC oder 60 V DC und 4 A je Kontakt angegeben. Die Betriebstemperatur liegt laut offizieller Katalogtabelle zwischen −25 und +85 °C. Alle diese Werte müssen anhand des aktuellen Datenblatts des ausgewählten vollständigen Produktcodes bestätigt werden.
M8 und M12 unterscheiden sich nicht nur im physischen Durchmesser. Eine Zuordnung allein anhand des Durchmessers ist nicht möglich, ohne die Stecker- oder Buchsenschnittstelle des anzuschließenden Geräts, die Kontaktzahl und die Pinanordnung zu prüfen. Die Vorderansicht des Maschinenanschlusses darf nicht mit der Steckansicht des Kabelsteckverbinders verwechselt werden. Bei Zeichnungen ist die Blickrichtung unbedingt zu beachten. Statt lediglich „M8, vierpolig“ in der Bestelltabelle anzugeben, müssen Steckerausführung, Gehäuseausrichtung, Codierung, Kontaktzahl, Anschlussart und Kabeleigenschaften in derselben Zeile festgelegt werden.
| Auswahlkriterium | Beispiel für feldkonfektionierbares M8 | Beispiel für feldkonfektionierbares M12 | Prüfung im Projekt |
|---|---|---|---|
| Kontaktzahl | 3 oder 4 | 3, 4 oder 5 | Pinbelegung des Geräts und Signalfunktionen |
| Gehäuseausrichtung | Gerade oder 90° | Gerade oder 90° | Montagefreiraum und Kabelabgangsrichtung |
| Maximaler Leiterquerschnitt | Laut Katalog 0,50 mm² | Laut Katalog 0,75 mm² | Ausgewählter Produktcode und Aufbau der Anschlussklemme |
| Kabelaußendurchmesser | Laut Katalog 2,5–5 mm | Je nach Produkt 4–6 mm oder bei einigen Ausführungen 4–8 mm | Dicht- und Kabelklemmbereich |
| Schutzartangabe | IP67, nur im gesteckten und korrekt festgezogenen Zustand | IP67, nur im gesteckten und korrekt festgezogenen Zustand | Gegenstück, Dichtung, Drehmoment und Montagebedingungen |
Die IP-Schutzart gilt für die gesamte Verbindung
Die IP67-Angabe in den Nemus-Katalogtabellen gilt für feldkonfektionierbare M8- und M12-Steckverbinder im gesteckten und korrekt festgezogenen Zustand. Ebenso werden bei einigen umspritzten M12-Kabelprodukten die Schutzarten IP65, IP66K und IP67 nur für den angeschlossenen und festgezogenen Zustand angegeben. Es darf nicht angenommen werden, dass eine offene Stecker- oder Buchsenseite, eine lose Verriegelungsmutter oder eine mit einem Kabel falschen Durchmessers geschlossene rückseitige Dichtung denselben Schutz bietet. Das Schutzziel muss auf Systemebene betrachtet werden. Geräteanschluss, Gegensteckverbinder, Dichtung, Kabelaußendurchmesser und Montageprozess sind gemeinsam zu überprüfen.
In Anlagen mit Reinigung durch Abwaschen, hoher Staubbelastung, Außenbetrieb oder Ölnebel darf die Entscheidung nicht allein anhand des IP-Codes getroffen werden. Chemische Verträglichkeit, Temperaturwechsel, mechanische Stöße, Schwingungen und die Beständigkeit des Kabelmantels gegenüber der Umgebung sind gesondert zu prüfen. Die erforderliche Eignung für Hochdruckreinigung oder bestimmte Chemikalien muss ausdrücklich in der aktuellen Herstellerdokumentation des ausgewählten Produkts nachgewiesen sein. Eine im Katalog nicht angegebene Beständigkeit darf auch bei scheinbar ähnlichen Anwendungen nicht als Annahme in die technische Spezifikation aufgenommen werden.
Sensorleitungen entsprechend den Einsatzbedingungen auswählen
Auch bei richtig ausgewähltem Steckverbinder begrenzt ein ungeeigneter Kabelaufbau die Lebensdauer der Verbindung. Im Nemus-Katalog werden Sensorleitungen in die Kategorien PVC, PVC+ und PUR unterteilt. PVC ist für den statischen Einsatz vorgesehen. PVC+ wird für wirtschaftliche bewegte Anwendungen angeboten, PUR für höhere Bewegungsanforderungen und Robotikanwendungen. Im allgemeinen Katalogvergleich werden bei dynamischer Biegung mit dem 10-fachen Außendurchmesser für PVC+ 3–5 Millionen Zyklen, Geschwindigkeiten bis 180 m/dakika und eine maximale Beschleunigung von 10 m/s² angegeben. Für PUR werden 4–6 Millionen Zyklen, Geschwindigkeiten bis 240 m/dakika und eine maximale Beschleunigung von 30 m/s² genannt. Dies sind Klassifizierungswerte unter Prüf- und Katalogbedingungen. Die tatsächliche Lebensdauer hängt von Leitungsführung, Biegeradius, Torsion, Belastung und Umgebung ab.
Der Katalog nennt allgemeine Temperaturbereiche von −15 bis +80 °C für PVC und PVC+ sowie von −40 bis +80 °C für PUR. PUR-Kabel werden außerdem als halogenfrei beschrieben. Ein UL- oder CSA-gelisteter Leiter- oder Kabelaufbau bedeutet nicht automatisch, dass der gesamte fertig konfektionierte Kabelsatz dieselbe Zulassung besitzt. Ist für das Projekt ein Zertifikat erforderlich, müssen dessen Geltungsbereich, Aktennummer und Zuordnung zum fertigen Produktcode beim Hersteller bestätigt werden. Auch der Temperaturbereich ist im Zusammenhang mit festem oder bewegtem Einsatz, Öleinwirkung und den Bündelungsbedingungen im Kabelträger zu betrachten.
Praktischer Arbeitsablauf für die Feldkonfektionierung
- Verbindung definieren: Prüfen Sie anhand der aktuellen Zeichnung die M8- oder M12-Schnittstelle des Geräts, die Zuordnung von Stecker und Buchse, die Codierung, die Kontaktzahl und die Pinfunktionen.
- Kabel prüfen: Legen Sie Aderzahl, Querschnitt, Außendurchmesser, Mantelwerkstoff, Schirmungsbedarf und zulässigen Biegeradius fest.
- Gehäuseausrichtung auswählen: Wählen Sie ein gerades oder um 90 Grad gewinkeltes Gehäuse entsprechend dem Wartungsfreiraum und der natürlichen Kabelabgangsrichtung.
- Montageanleitung befolgen: Richten Sie sich bei Abisoliermaßen, Adervorbereitung, Klemmenanschluss, rückseitiger Klemmung und Verriegelungsdrehmoment nach den aktuellen Herstelleranweisungen.
- Elektrische Prüfung durchführen: Dokumentieren Sie Durchgangsprüfung, Pinzuordnung, Kurzschlussprüfung und gegebenenfalls Isolationsprüfung gemäß einem freigegebenen Verfahren.
- Mechanische Prüfung durchführen: Prüfen Sie visuell und mit geeigneten Methoden, ob das Kabel im Gehäuse gehalten wird, die Dichtung korrekt sitzt und die Verbindung mit dem Gegenstück vollständig festgezogen ist.
- Kennzeichnen: Kennzeichnen Sie beide Enden gut lesbar mit Kabelnummer, Start- und Zielgerät sowie gegebenenfalls Anschlussangabe.
Bei diesem Ablauf ist zu vermeiden, Steckverbinder durch Ziehen am Kabel zu lösen, sie unkontrolliert mit einer Zange festzuziehen oder Muttern unterschiedlicher Anschlüsse gewaltsam miteinander zu verbinden. In der Wartungsanweisung müssen geeignete Werkzeuge, das Anzugsverfahren und die Kriterien zur Bewertung von Beschädigungen angegeben werden. Eine falsche Pinbelegung kann bei manchen Sensoren lediglich einen Kommunikationsfehler verursachen, in anderen Stromkreisen jedoch zu Geräteschäden oder unerwarteten Bewegungen führen. Die Prüfung vor dem Einschalten der Energieversorgung ist daher ein entscheidender Schritt.
Warum sind Schutzkappen und Zubehör wichtig?
Ungenutzte Maschinenanschlüsse, Reserveanschlüsse für die Inbetriebnahme oder während der Wartung getrennte Kabelenden können Umwelteinflüssen ausgesetzt sein. Der Nemus-Katalog enthält Staubschutzkappen für M12-Buchsenanschlüsse, darunter auch eine Ausführung mit Halteband. Im offiziellen Katalog werden glasfaserverstärktes PA66, der Werkstoff UL94 V0, ein Anschluss M12×1 mm und ein Temperaturbereich von −45 bis +90 °C angegeben. Die Schutzart IP67 setzt voraus, dass die Kappe korrekt festgezogen ist. Der zum zu schützenden Steckgesicht passende Kappentyp ist anhand der Herstellerdaten auszuwählen. Wenn die Kappe während des Prozesses nicht verloren gehen darf, sollte die Ausführung mit Halteband berücksichtigt werden.
Die Zubehörliste sollte nicht nur für die Erstinstallation, sondern auch für die Ersatzteilplanung erstellt werden. Für kritische Linien können die am häufigsten verwendeten feldkonfektionierbaren Stecker- und Buchsengehäuse, passende Staubschutzkappen und geprüfte Kabeltypen bevorratet werden. Ähnlich aussehende Produkte mit unterschiedlichen Kontaktanordnungen oder Pinbelegungen bergen jedoch Verwechslungsrisiken. An den Lagerfächern sollten der vollständige Produktcode, eine Darstellung des Steckgesichts und der Einsatzbereich angegeben sein. Dichtelemente in geöffneten Verpackungen sind vor Verschmutzung zu schützen.
Zum Anschlusszubehör im Nemus-Katalog gehören auch T-Adapter. Zu den dokumentierten Beispielen zählen eine A-codierte Ausführung von einem M12-Stecker auf zwei M12-Buchsen mit 5/5/5 Kontakten sowie eine Verteilerausführung von einem M12-Stecker auf zwei M8-Buchsen mit 4/3/3 Kontakten. Diese Bauformen bedeuten nicht, dass jedes Signal in der gewünschten Weise verteilt wird. Pinzuordnung und elektrische Verteilungsfunktion müssen anhand des aktuellen Schaltbilds des konkret ausgewählten Produkts überprüft werden. Ein Adapter darf nicht allein anhand von Gehäuse und Kontaktzahl in den Stromkreis aufgenommen werden.
Prüfung bei Inbetriebnahme und Wartung
Wenn Kabelliste, Pinbelegung, verwendete Artikelnummern, Leitungsführung, Prüfergebnis und Fotodokumentation gemeinsam in der Inbetriebnahmedokumentation abgelegt werden, erleichtert dies den Vergleich bei späteren Störungen. In beweglichen Bereichen sind der Füllgrad der Energieführungskette, der Biegeradius und die Befestigungspunkte zu prüfen. Der Steckverbinder darf keiner direkten Zug- oder Torsionsbelastung ausgesetzt werden. Selbst bei fest verlegten Kabeln können scharfe Blechkanten, heiße Oberflächen oder dauerhaft vibrierende Anschlussstellen mit der Zeit Schäden verursachen. Die Leitungsführung muss nicht nur auf den verfügbaren Platz bei der Erstmontage ausgelegt sein, sondern sämtliche Bewegungen und Wartungspositionen der Maschine berücksichtigen.
Bei regelmäßigen Prüfungen ist auf lockere Verriegelungen, gerissene Gehäuse, gequetschte Kabel, beschädigte Dichtungen, Öl- oder Chemikalienablagerungen und unleserliche Kennzeichnungen zu achten. Bei wiederkehrenden Fehlern am Kabelanschluss sollte nicht nur der Steckverbinder ausgetauscht werden; auch die Abgangsrichtung, die Kabelbefestigung, die Biegung und das Bewegungsprofil sind erneut zu untersuchen. Wurde in einer bewegten Anwendung ein PVC-Kabel für die feste Verlegung eingesetzt oder wurden die vorgesehenen Zyklenzahlen überschritten, kann die Fehlerursache über die Produktmontage hinausgehen.
Vor einer Angebotsanfrage zu erstellende Liste für die Feldverkabelung
- Für jedes Gerät: M8/M12-Schnittstelle, Kodierung, Steckerausführung oder Buchsenausführung, Kontaktanzahl und Pinfunktion
- Signal- oder Versorgungsspannung, Kontaktstrom und erforderlicher Leiterquerschnitt
- Kabelaußendurchmesser, Aderanzahl, Schirmungsbedarf und Mantelwerkstoff
- Angabe der Einsatzart: feste Verlegung, wiederholte Biegung, Schleppkette oder Roboterbewegung
- Umgebungsbedingungen hinsichtlich Temperatur, Wasser, Staub, Öl, Chemikalien, UV-Strahlung, Vibrationen und Stößen
- Gewünschte gerade oder gewinkelte Gehäuseausführung sowie tatsächlich verfügbarer Einbauraum um den Steckverbinder
- Kabellänge, Leitungsführung, Wartungsreserve, Kennzeichnungsstandard und Ersatzstückzahlen
- Angaben zu geforderten Prüfungen, Zertifikaten, Dokumentation und Produktrevisionsstand
Wenn diese Angaben vollständig vorliegen, werden feldkonfektionierbare Steckverbinder, Sensorkabel und Zubehör von Nemus aus einer reinen Produktliste zu einem Anschlussplan, der sich in Betrieb nehmen und instand halten lässt. Bei der endgültigen Auswahl dienen die allgemeinen Angaben zur Produktfamilie im Katalog als Ausgangspunkt. Das aktuelle technische Datenblatt zur vollständigen Artikelnummer, die Montageanleitung und die Eignung für die Anwendung müssen vor der Bestellung mit dem Hersteller oder einem autorisierten Partner abgeklärt werden.
