Ein industrieller Steckverbinder ist nicht nur die physische Verbindungsstelle der Leitung zwischen Sensor und Steuerungssystem. Bei richtiger Auswahl beeinflusst er unmittelbar die Montagezeit, das Wartungskonzept, die Leitungsführung und das Vorgehen bei einem Maschinenstillstand. Das industrielle Steckverbinderportfolio von Nemus Elektronik umfasst A-codierte M12- und M8-Steckverbinder mit Leitung, M12-M8-Adapterleitungen, feldkonfektionierbare Ausführungen und ergänzendes Anschlusszubehör innerhalb einer gemeinsamen Produktarchitektur. So entstehen vergleichbare Optionen für Projekte unterschiedlicher Größenordnung – vom einzelnen Sensoranschluss bis zur Fertigungszelle mit zahlreichen Feldgeräten.
Dieser Leitfaden soll keinen bestimmten Produktcode hervorheben, sondern die Nemus-Produkte in eine sinnvolle Auswahlreihenfolge einordnen. Zunächst sind Steckverbinderdurchmesser und Codierung festzulegen, anschließend Kontaktanzahl, Stecker- oder Buchsenausführung, gerader oder 90°-Abgang, ein- oder beidseitige Konfektionierung, Leitungsmantel, feste oder bewegte Anwendung und Länge. Auch die Schutzart darf nicht als isolierte Kennzeichnung des Anschlusses verstanden werden: Die IP-Angaben im Katalog gelten, wenn die Gegenstücke zusammengesteckt und gemäß den Herstellervorgaben festgezogen sind. Bei offenen, unzureichend festgezogenen oder mit ungeeigneten Gegenstücken verwendeten Verbindungen kann nicht derselbe Schutz vorausgesetzt werden.
Aufbau des industriellen Steckverbinderportfolios von Nemus
Der Nemus-Gesamtkatalog führt die Familien M12 und M8 für umspritzte Leitungsprodukte in getrennten Abschnitten auf. Beide Familien umfassen A-Codierung, Stecker- und Buchsenausführungen, gerade Bauformen mit 0° und gewinkelte Bauformen mit 90° sowie Leitungen mit einem offenen Ende oder beidseitigen Steckverbindern. Beidseitig konfektionierte M12-M8-Leitungen sind für Anwendungen vorgesehen, bei denen zwei unterschiedliche mechanische Schnittstellen über dieselbe Leitung verbunden werden müssen. Diese Struktur zeigt, dass die Produktauswahl nicht allein mit der Frage „M8 oder M12?“ getroffen werden kann; Geräteanschluss, Pinbelegung und Schnittstelle am anderen Leitungsende müssen gemeinsam betrachtet werden.
Auch das Produktcodierungssystem im Katalog macht diese mehrstufige Auswahl deutlich. Der Code enthält in einzelnen Blöcken Angaben wie Anschlusscodierung und -durchmesser, Kontaktanzahl, Leitungseigenschaft, Verriegelungsart, Leitungsabschluss, Steckverbindertyp, Farbe, Leitungstyp und Länge. Es reicht daher nicht aus, den Bestellcode nur anhand der Länge oder der Steckverbinderart festzulegen. Insbesondere können zwei äußerlich mechanisch gleiche Leitungssätze aufgrund ihrer Kontaktanzahl, Abgangsrichtung, Bewegungseignung oder Anschlusskombination für unterschiedliche Aufgaben vorgesehen sein.
Wann kommen A-codierte M12-Steckverbinder infrage?
A-codierte M12-Produkte basieren auf der in der Automatisierungstechnik für Sensor- und Aktoranschlüsse verwendeten Rundsteckverbinderbauform. Die umspritzten M12-Leitungssätze im Nemus-Katalog sind mit 3, 4 und 5 Kontakten sowie als Stecker oder Buchse in gerader oder 90°-Bauform erhältlich. Ausführungen mit einem offenen Ende kommen für Verbindungen infrage, deren anderes Leitungsende projektabhängig an einer geeigneten Klemme oder Steuerungskomponente im Schaltschrank angeschlossen wird. Beidseitig konfektionierte Ausführungen dienen dazu, zwischen zwei Geräten mit vorhandenen Steckanschlüssen eine lösbare, definierte Verbindung herzustellen.
Die exemplarischen technischen Tabellen der A-codierten M12-Leitungsprodukte im Katalog geben einen Aderquerschnitt von 0,34 mm² und einen Nennstrom von 4 A je Kontakt an. Für vierpolige Ausführungen wird eine Betriebsspannung bis 250 V, für fünfpolige Ausführungen bis 125 V genannt; auf den Produktseiten und in der Tabelle können je nach Konfiguration zusätzliche Grenzwerte angegeben sein. Diese Werte bedeuten nicht, dass sämtliche M12-Produkte unter allen Bedingungen dieselbe Belastung tragen können. Das aktuelle technische Datenblatt des gewählten Bestellcodes, die Komponente mit den niedrigsten Bemessungswerten innerhalb der Verbindung und die elektrischen Auslegungsregeln der Anlage müssen gemeinsam geprüft werden.
Auswahlbereich A-codierter M8-Steckverbinder
A-codierte M8-Produkte bieten eine kompakte Schnittstelle an Sensoren und Maschinenstellen mit begrenztem Anschlussraum. Im Nemus-Katalog werden M8-Leitungsvarianten mit 3 und 4 Kontakten als Buchse oder Stecker, mit 0° oder 90° sowie ein- oder beidseitig konfektioniert angeboten. Eine gerade Bauform ermöglicht die Leitungsführung entlang der Geräteachse, während eine 90°-Bauform bei begrenztem Freiraum hinter dem Gerät die seitliche Leitungsführung erleichtern kann. Die Ausrichtung des gewinkelten Steckverbinders muss jedoch nach der Montage mit der natürlichen Biegerichtung der Leitung übereinstimmen.
In den exemplarischen Tabellen für M8-Leitungsprodukte sind ein Aderquerschnitt von 0,25 mm², ein oberer Grenzwert von 50 V AC oder 60 V DC für 3 und 4 Kontakte sowie ein Nennstrom von 4 A je Kontakt angegeben. Auch wenn die Stromangaben für M8 und M12 in einigen Beispielen gleich erscheinen, unterscheiden sich Spannung, Aderquerschnitt, mechanische Abmessungen und Gegensteckverbinder. Daher reicht es für die technische Auswahl nicht aus, M8 lediglich als kleinen und M12 lediglich als großen Steckverbinder einzuordnen. Maßgeblich sind der Anschlussplan des Geräteherstellers und die Pin-Funktionen; Schnittstellen mit unterschiedlicher Codierung oder elektrischer Funktion dürfen auch bei gleicher Pinanzahl nicht gegeneinander ausgetauscht werden.
Gerade, 90°- und beidseitig konfektionierte Leitungssätze
Die Abgangsrichtung eines Steckverbinders mag wie ein mechanisches Detail erscheinen, beeinflusst jedoch die Lebensdauer der Leitung und die Wartungsfreundlichkeit. Statt die Leitung unmittelbar hinter einem geraden Steckverbinder scharf abzuwinkeln, sollte dort, wo der Platz es zulässt, ein ausreichender Biegeradius vorgesehen werden. Muss die Leitung in einem engen Gehäuse seitlich herausgeführt werden, kann eine 90°-Ausführung eine geordnetere Leitungsführung ermöglichen. Führt die gewinkelte Bauform die Leitung jedoch näher an einen beweglichen Mechanismus, eine heiße Oberfläche oder einen stoßgefährdeten Bereich, kann eine gerade Ausführung geeigneter sein. Wichtig ist, das CAD-Layout und die tatsächlichen Bewegungsabläufe bei Wartungsarbeiten gemeinsam zu prüfen.
Bei Leitungsvarianten mit einem offenen Ende wird die Steckverbinderseite werkseitig konfektioniert, während das andere Ende entsprechend den Projektanforderungen angeschlossen wird. Beidseitig konfektionierte Leitungen verbinden zwei vorhandene Schnittstellen über unterschiedliche Stecker-Buchsen-Ausführungen und gerade beziehungsweise gewinkelte Anschlusskombinationen. Im Nemus-Katalog sind gerade–gerade, gewinkelt–gewinkelt und gerade–gewinkelt als separate Produktgruppen aufgeführt. M12-M8-Adapterleitungen ermöglichen die mechanische Verbindung zweier Schnittstellen mit unterschiedlichen Durchmessern; die elektrische Übereinstimmung der Pin-Funktionen muss jedoch zusätzlich geprüft werden. Eine mechanisch passende Adapterleitung korrigiert eine falsche Pinzuordnung nicht automatisch.
Auswahl von PVC-, PVC+- und PUR-Leitungen
Der Nemus-Katalog unterscheidet die Leitungsoptionen nach der Bewegung in der Anwendung. PVC ist für fest verlegte Anwendungen vorgesehen. PVC+ wird als wirtschaftliche Lösung für bewegte Anwendungen, PUR als leistungsfähige Option für bewegte Anwendungen und Robotik beschrieben. Diese Einteilung erfordert, das tatsächliche Bewegungsprofil zu erfassen, statt allein nach der Bezeichnung des Außenmantels auszuwählen. Auch wenn eine Leitung fest verlegt erscheint, darf ihre Führung nicht als „vollständig fest“ eingestuft werden, wenn sie sich mit einer Maschinenabdeckung bewegt, Vibrationen ausgesetzt ist oder bei Wartungsarbeiten wiederholt gebogen wird.
Die Vergleichstabelle im Katalog nennt für PVC und PVC+ einen Temperaturbereich von -15…+80 °C und für PUR von -40…+80 °C. Für PVC+ werden bei dynamischer Biegung mit einem Biegeradius vom 10-fachen Außendurchmesser 3-5 Millionen, für PUR unter derselben Bedingung mit dem 10-fachen Außendurchmesser 4-6 Millionen Bewegungszyklen angegeben; die maximalen Beschleunigungen betragen jeweils 10 m/s² und 30 m/s², die maximalen Geschwindigkeiten 180 m/dak und 240 m/dak. Diese Angaben müssen zusammen mit dem im Katalog genannten Biegeradius und den Prüfbedingungen betrachtet werden; in der tatsächlichen Anwendung können Bewegungsablauf, Hub, Torsion, Energieführungskette, Temperatur sowie Öl- und Chemikalienkontakt die Lebensdauer verändern. Eine Bestätigung anhand des Datenblatts des endgültigen Leitungscodes ist zwingend erforderlich.
| Auswahlkriterium | Option im Nemus-Portfolio | Im Projekt zu prüfender Punkt |
|---|---|---|
| Steckverbinderfamilie | M8 A-codiert, M12 A-codiert oder M12-M8 | Gegensteckverbinder, Codierung, Pinanzahl und Pin-Funktionen |
| Gehäuseausrichtung | 0° gerade oder 90° gewinkelt | Einbaufreiraum, Wartungszugang und natürliche Abgangsrichtung der Leitung |
| Anschlusskonfiguration | Ein offenes Ende oder beidseitig konfektioniert | Anschluss im Schaltschrank oder Verbindung zwischen zwei Geräten mit vorhandenen Steckanschlüssen |
| Leitungsmantel | PVC, PVC+ oder PUR | Fester/bewegter Einsatz, Zyklen, Temperatur und Umgebungseinflüsse |
| Schutz | In der Produkttabelle angegebene IP-Schutzarten | Die Verbindung muss gesteckt, korrekt festgezogen und mit einem geeigneten Gegenstück vervollständigt sein |
IP-Schutzangaben richtig verstehen
In den Tabellen der umspritzten M8- und M12-Produkte von Nemus werden IP65, IP66K und IP67 mit Bezug auf EN 60529 und unter der Bedingung „gesteckt und festgezogen“ angegeben. Diese Bedingung muss bei der Auswahl im Mittelpunkt stehen. Der IP-Schutz erstreckt sich nicht automatisch auf ein offenes Leitungsende, eine getrennte Steckverbinderfläche oder eine mit falschem Anzugsdrehmoment montierte Verbindung. Nicht verwendete Anschlüsse müssen mit geeigneten Verschlusselementen geschützt werden; bei der Montage ist zu prüfen, ob die Dichtflächen frei von Schmutz und Beschädigungen sind und die Dichtung korrekt sitzt.
Bei Anwendungen mit Reinigung, starker Staubbelastung, Spritzwasser oder Witterungseinflüssen reicht es ebenfalls nicht aus, nur die IP-Schutzart des Steckverbinders zu prüfen. Gegensteckverbinder, Schaltschrankdurchführung, Kabelverschraubung, offenes Leitungsende und Gerätegehäuse sind Teile derselben Schutzkette. Ist der Außenmantel der Leitung beschädigt, die Steckfläche chemisch angegriffen oder die Verbindung einer Zugbelastung ausgesetzt, kann sich das Betriebsverhalten des Systems im Feld verändern. Das Schutzziel muss anhand der vollständig hergestellten Anschlussstelle und der tatsächlichen Installationsart bewertet werden.
Materialien, Kontaktierung und Prüfkonzept
Bei den Beispielen für umspritzte Produkte im Katalog werden CuSn-Kontakte, Ni/Au-beschichtete Kontaktflächen, vernickelte Zinkdruckguss-Verriegelungsteile, TPU-Gehäuse und FKM-Dichtungen genannt. Diese Katalogdaten zeigen, dass elektrische Kontaktierung und Umgebungsbeständigkeit gemeinsam ausgelegt werden. Dennoch darf die chemische Eignung nicht allein aus der Materialbezeichnung abgeleitet werden; für das eingesetzte Öl, Reinigungsmittel oder die Prozesschemikalie ist eine aktuelle Verträglichkeitsbestätigung des Herstellers einzuholen. Insbesondere dauerhaftes Eintauchen, Druckreinigung oder ungewöhnliche Temperaturzyklen erfordern eine andere Bewertung als eine übliche Maschinenumgebung.
Nemus gibt im Gesamtkatalog an, dass jeder gefertigte Steckverbinder zu 100 Prozent geprüft wird und elektrische Prüfungen, Hochspannungsprüfungen, Leistungsprüfungen, Pin-zu-Pin-Prüfungen, Kurzschlussprüfungen und Sichtprüfungen durchgeführt werden. Dieses Fertigungskonzept ersetzt nicht die Notwendigkeit der richtigen Produktauswahl und Montage im Feld. Bei der Inbetriebnahme müssen Kennzeichnung, Pinzuordnung und Funktion jeder Leitung geprüft werden; eine Leitung darf nicht allein anhand ihrer Farbe oder ihres äußeren Erscheinungsbilds angeschlossen werden. Auch im Ersatzteillager muss der vollständige Bestellcode dokumentiert werden.
Wichtige Unterscheidung des Geltungsbereichs bei UL/CSA-Angaben
Auf den Katalogseiten der Leitungsprodukte finden sich Zulassungs- und Normangaben wie UL AWM und UL 1581 FT-1. Die Fußnote auf denselben Seiten stellt ausdrücklich klar, dass sich die UL/CSA-Normen auf die Leitungen beziehen. Die Aussage „Es wird eine UL/CSA-Leitung verwendet“ ist daher nicht gleichbedeutend mit der Aussage, dass die gesamte Steckverbinderbaugruppe über eine eigenständige UL/CSA-Produktzulassung verfügt. Ist im Projekt eine Konformitätsanforderung zu erfüllen, muss anhand des aktuellen Dokuments geprüft werden, welche Komponente, welchen Bestellcode und welche Einsatzbedingungen das Zertifikat abdeckt.
Auch CE- und RoHS-Angaben müssen im Geltungsbereich der jeweiligen Produktseite oder Konformitätsunterlage betrachtet werden. Eine unter einer Portfolioüberschrift aufgeführte Kennzeichnung darf nicht automatisch auf sämtliche Kombinationen aller Varianten übertragen werden. Am sichersten ist es, die ausgewählten Produktcodes bereits in der Angebotsphase aufzulisten und die erforderlichen Erklärungen für jeden Code anhand der aktuellen Dokumentenseite des Herstellers zu prüfen. Dieses Vorgehen verhindert unzulässige Verallgemeinerungen in der technischen Dokumentation und erleichtert zugleich die Auswahl des richtigen gleichwertigen Ersatzteils bei der Wartung.
Auswahlschritte nach Anwendung
- Schnittstelle bestimmen: Dokumentieren Sie, ob der Gegenanschluss am Gerät M8 oder M12 ist, sowie die A-Codierung, die Stecker- oder Buchsenausführung und die Kontaktanzahl.
- Pin-Funktionen prüfen: Prüfen Sie, ob Versorgung, Signal und gegebenenfalls Sonderfunktionen exakt mit dem Geräteschaltplan übereinstimmen.
- Elektrische Belastung berechnen: Vergleichen Sie Spannung, Dauerstrom, Einschaltstrom und Anlagenstandard mit den Grenzwerten des ausgewählten Produktcodes.
- Mechanische Abgangsrichtung auswählen: Legen Sie die gerade oder 90°-Bauform anhand von Einbaufreiraum, Leitungsrichtung, Biegeradius und Wartungszugang fest.
- Bewegung klassifizieren: Unterscheiden Sie zwischen fester Verlegung, gelegentlicher Bewegung, kontinuierlicher Bewegung und Roboteranwendungen; wählen Sie PVC, PVC+ oder PUR entsprechend aus.
- Umgebungsbedingungen bewerten: Teilen Sie dem Hersteller die Bedingungen hinsichtlich Temperatur, Öl, Chemikalien, UV-Strahlung, Reinigung, Vibrationen und mechanischer Stöße jeweils gesondert mit.
- Länge festlegen: Messen Sie den tatsächlichen Kabelverlauf, die Wartungsreserve und den Verlegeweg innerhalb der beweglichen Kabelführung; vermeiden Sie unnötige Kabelschlaufen.
- Montage überprüfen: Ergänzen Sie die Montageanleitung um den Hinweis, dass die Schutzart nur bei einer mit dem passenden Gegenstück gesteckten und korrekt festgezogenen Verbindung gilt.
Liegen diese Daten vor, lassen sich Nemus-Industriesteckverbinder nicht nur anhand ihres Erscheinungsbilds, sondern unter Berücksichtigung der gesamten Verbindungsaufgabe vergleichen. Bei der Zuordnung von Geräteliste und Einsatzbedingungen zu einem Produktcode berücksichtigt Oskon die Steckverbinderfamilie, den Kabelaufbau, die Kombination der Anschlussenden und die Umgebungsanforderungen gemeinsam. Die endgültige Auswahl muss anhand der aktuellen Nemus-Produktseite, der technischen Daten, der Konformitätsunterlagen und der elektrischen und mechanischen Risikobeurteilung der Anwendung bestätigt werden.
