Overwegingen voor aangepaste robuuste connectoroplossingen

Een breed scala aan industrieën - transport, productie van chemische en discrete onderdelen en verzending - vraagt om robuuste componenten. Omdat elektronische schakelingen hun weg vinden naar motoren, versnellingsbakken en diverse andere onderdelen in zware en off-road voertuigen, vrachtwagens en bussen, bouwvoertuigen en militaire apparatuur, is er vraag naar robuuste connectoren die bestand zijn tegen zware omstandigheden. De wereldwijde markt voor robuuste elektronica - waar connectoren deel van uitmaken - wordt in 2023 geschat op $ 14,75 miljard en zal naar verwachting groeien tot $ 33,72 miljard in 10 jaar.

Hier volgt een overzicht van de factoren die de keuze van robuuste connectors beïnvloeden en hoe ze kunnen worden aangepast voor specifieke toepassingen.

Speciale robuuste connectors kiezen

Connectors vervullen belangrijke functies in industriële apparatuur; ze zorgen ervoor dat stroom, elektronische signalen en gegevens veilig worden verzonden tussen verschillende onderdelen binnen een product of tussen twee of meer onderdelen.

De belangrijkste factoren bij het kiezen van een robuuste connector zijn:

• De weerstand tegen zware omstandigheden, waaronder trillingen, hoge of plotselinge belastingen die de schokbestendigheid testen, schokken, extreme temperaturen en stof.
• Voldoen aan normen zoals afdichtingsclassificaties (IP67, IP69K), die de integriteit van de prestaties garanderen. Afhankelijk van de toepassing komen onderdelen waarschijnlijk in contact met benzine, diesel, hydraulische, transmissie-, remvloeistoffen en smeermiddelen. Sommige connectors moeten bijvoorbeeld bestand zijn tegen hogedrukreiniging, waarvoor een IP69K-classificatie vereist is. Dichte afdichtingen voorkomen lekkage en behouden hun functie ondanks voortdurende blootstelling aan corrosieve of ruwe vloeistofomgevingen.
• Elektrische specificaties zoals spanning en stroom, die ervoor zorgen dat de connector bestand is tegen de verwachte elektrische belasting en schommelingen tijdens normaal gebruik.
• Behuizingsmaterialen die de integriteit van de connector niet in gevaar brengen.
• Gebruiksgemak, waardoor connectoren snel kunnen worden gemonteerd, gekoppeld en losgekoppeld zonder langdurige onderbreking van elektronische signalen.

ITT Cannon produceert een reeks compacte en lichtgewicht connectors voor de zwaarste omstandigheden. Meer specifiek is de ITT Cannon APD-serie (afbeelding 1) een reeks volledig plastic connectors voor ruwe omgevingen, ontworpen voor toepassingen tot 48 V/500 V en tot 240 A. Tot de opties behoren 1- en 2-weg high-power, VDE-gecertificeerde 4-weg hoogspanningsoplossingen en 51-weg high-density connectors.

Afbeelding 1: De APD-connectorserie van ITT Cannon is een volledig plastic optie met bajonetkoppelmechanismen voor stevige afdichtingen. De connectors verdragen een breed scala aan zware bedrijfsomstandigheden. (Bron afbeelding: ITT Cannon)

De APD-connectorserie heeft een bajonetkoppelingsmechanisme met een snelle draai van 120 graden, waardoor een betrouwbare afdichting volgens de IP67/IP69K-normen gegarandeerd is. Ze zijn ontworpen om extreme temperaturen van -40 °C tot 125 °C (-40 °F tot +257 °F) te weerstaan, zijn geschikt voor draadmaten van AWG 22 tot AWG 0 en zijn verkrijgbaar in varianten voor zowel hoogspanning als hoog vermogen. De serie is compact, licht en eenvoudig te monteren en biedt meerdere varianten - 1, 2, 4, 6/7, 19, 37 en 51-weg - samen met een uitgebreide selectie accessoires en gereedschapsoplossingen om te voldoen aan uiteenlopende toepassingsbehoeften.

De serie bevat ook de Modular APD Plate (Afbeelding 2), waardoor de connectors in een groot aantal configuraties gebruikt kunnen worden.

Afbeelding 2: De APD modulaire interface kan op verschillende manieren worden geconfigureerd om de tijd die nodig is voor montage en onderhoud te verminderen. (Bron afbeelding: ITT Cannon)

De interface is bedoeld voor effectief beheer van connectors in cabine-naar-chassis en gecentraliseerde interconnectietoepassingen. De APD Plate zorgt voor eenvoudige en snelle installatie, herconfiguratie en het koppelen en loskoppelen van APD-interconnecties, wat een van de manieren is om te voorkomen dat ze voortijdig defect raken. Bovendien maakt de modulaire APD-plaat onderhoud eenvoudiger en wordt er efficiënter gebruik gemaakt van krappe ruimtes. De gestandaardiseerde oplossing kan eenvoudig worden getransporteerd tussen verschillende componenten en systemen.

Faalmechanismen voor connectors

Een van de meest kritieke factoren bij het gebruik van apparatuur onder zware omstandigheden is dat de onderdelen het niet begeven tijdens normaal gebruik. Dit vereist een zorgvuldige evaluatie van de verschillende manieren waarop connectors kunnen falen, waaronder de volgende:

Corrosie en vervuiling: Voortdurende of frequente blootstelling aan agressieve vloeistoffen, modder en vocht kan connectoronderdelen aantasten en uiteindelijk leiden tot verzwakte signalen. De kunststof behuizing van de APD-serie van ITT is bestand tegen corrosie en vocht en is eenvoudig te onderhouden, zelfs onder de zwaarste omgevingsomstandigheden.

Trillingen en schokken: Voortdurend hobbelen over onverharde wegen en vergelijkbaar ruw terrein kan de trillingen en schokken van terreinwagens doen toenemen. De wegomstandigheden zijn niet de enige factor die kunnen bijdragen aan slijtage van connectors en uiteindelijk defect raken. De ronde connectoren uit de APD-serie maken gebruik van een bajonetkoppeling die speciaal geschikt is voor extreme trillingen.

Onjuiste montage en onderhoud: Connectors moeten op nauwkeurige wijze worden geassembleerd en het negeren van protocollen kan leiden tot verdraaiingen en krommingen in componenten die de prestaties in gevaar kunnen brengen. Gemakkelijk te monteren en demonteren voor een lange levensduur van de connector.

Oververhitting door elektrische overbelasting: Connectors zijn bestand tegen een bepaalde stroom of spanning en zijn tot op zekere hoogte bestand tegen schommelingen. Wanneer deze limieten worden overschreden, kunnen er meltdowns optreden die schade aan systeemonderdelen en signaalverlies veroorzaken.

Gezien de verschillende manieren waarop connectors kunnen falen, vereist het gebruik ervan in complexe systemen inzicht in de specifieke toepassingen en bedrijfsomstandigheden.

Robuuste connectors op maat voor speciale toepassingen

Soms dient een uitgebreide reeks connectoren als startpunt voor aanpassingen.

De drie voorbeelden van op maat gemaakte oplossingen van ITT Cannon illustreren de aanpasbaarheid van de APD-connectors aan een verscheidenheid van specifieke gebruikssituaties.

Een motorfabrikant had bijvoorbeeld een aangepaste oplossing nodig voor grote dieselmotoren die in schepen en treinen worden gebruikt. In dergelijke apparatuur zorgen de connectoren voor een efficiënte krachtoverbrenging en integratie van de verschillende systemen, zoals tandwielkasten en propellers. De primaire omstandigheden waarmee de oplossing rekening moest houden, waren blootstelling aan motorolie, intense trillingen en beperkte ruimte in het motorcompartiment. Om deze uitdagingen aan te pakken, moesten we beginnen met de 7-wegconnectors uit de APD-serie. De uiteindelijke oplossing omvatte een extra O-ring om de dichtheid van de afdichting te garanderen en de trillings- en drukbestendigheid te verbeteren. Een roestvrijstalen veerklem hield de connector op zijn plaats. Om efficiënt gebruik te maken van de beperkte ruimte, had de aangepaste oplossing de helft minder ruimte nodig dan het standaardequivalent.

In een ander geval had een fabrikant van landbouw- en bouwmachines een aangepaste connectoroplossing nodig voor een versnellingsbak met dubbele koppeling voor tractortransmissies. Een dergelijke versnellingsbak zorgt voor gemakkelijke en soepele overgangen bij het schakelen, een eigenschap die vooral voordelig is in raceauto's en tractoren met hoge snelheden. Een van de specifieke uitdagingen voor het connectorsysteem was de unieke vorm van de versnellingsbak, waardoor de vorm van de connector moest worden aangepast. Extreme blootstelling aan versnellingsbakolie was ook een probleem, net als een hoge weerstand. De uiteindelijke oplossing vereiste zes verschillende aansluitingen: twee grotere 6-weg voedingsconnectoren gebaseerd op de APD 19-weginterface (Afbeelding 3) en vier kleinere APD 4-wegconnectors voor signaaloverdracht. Twee aangepaste O-ringen voldeden aan de vereisten voor trillingsbestendigheid.

Afbeelding 3: De APD 19-weg van ITT Cannon vormde de basis voor een oplossing voor een versnellingsbak met dubbele koppeling voor tractortransmissies. (Bron afbeelding: ITT Cannon)

Tot slot was blootstelling aan dieseluitlaatvloeistof in een pomp voor selectieve katalytische reductie (SCR) de belangrijkste uitdaging voor een fabrikant van bedrijfsvoertuigen. De connectors moesten zowel bestand zijn tegen de corrosieve omgeving als werken in een kleine ruimte. De oplossing omvatte substantiële aanpassingen aan de vormfactor van de APD 37-weg, die het uitgangspunt vormde voor de aangepaste connectoren. Een roestvrijstalen beugel hield de connector op zijn plaats om ervoor te zorgen dat de afdichting niet verloren ging door trillingen.

Conclusie

Robuuste omstandigheden kunnen sterk variëren en bestrijken een breed bereik, van blootstelling aan olie en extreme temperaturen tot plotselinge schokken en trillingen. Deze factoren worden nog versterkt door het feit dat veel use cases aangepaste connectoroplossingen vereisen. De APD-connectorserie is een goed uitgangspunt voor een groot aantal toepassingen. Het grote aantal opties is geschikt voor veel eindtoepassingen, maar kan ook gemakkelijk worden aangepast als specifieke aanpassingen nodig zijn. Of het nu gaat om militaire operaties, luchtvaart, vrachtwagens of de landbouwsector, de APD-connectorserie is bedoeld om zware bedrijfsomstandigheden te weerstaan zonder verlies van signaal-, gegevens- en verbindingsintegriteit.