Considérations relatives aux solutions personnalisées de connecteurs renforcés

Une multitude d'industries — transports, fabrication de produits chimiques et de composant discrets, et expédition — requièrent des composants robustes. Alors que les circuits électroniques s'imposent dans les moteurs, les boîtes de vitesses et diverses autres unités dans les véhicules lourds et tout-terrain, les camions et les bus, les engins de chantier et les équipements militaires, la demande en matière de connecteurs renforcés capables de résister à des conditions difficiles augmente. Évalué à 14,75 milliards de dollars en 2023, le marché mondial de l'électronique renforcée, dont font partie les connecteurs, devrait atteindre 33,72 milliards de dollars dans 10 ans.

Voici un aperçu des facteurs qui influencent le choix des connecteurs renforcés et de la manière dont ils peuvent être personnalisés pour des applications spécifiques.

Choisir des connecteurs renforcés spécialisés

Les connecteurs remplissent des fonctions clés dans les équipements industriels. Ils garantissent la transmission sûre et sécurisée de l'alimentation, des signaux électroniques et des données entre divers composants d'un produit ou entre deux ou plusieurs pièces.

Les facteurs clés à prendre en compte lors du choix d'un connecteur renforcé sont les suivants :

• Résistance aux conditions difficiles, y compris vibrations, charges élevées ou soudaines qui testent la résistance aux impacts, chocs, températures extrêmes et poussière.
• Conformité aux normes telles que les indices d'étanchéité (IP67, IP69K), qui garantissent l'intégrité des performances. Selon l'application, les composants sont susceptibles d'entrer en contact avec de l'essence, du gasoil, des liquides hydrauliques, de transmission et de frein, et des lubrifiants. Par exemple, certains connecteurs doivent résister au lavage haute pression, ce qui requiert un indice IP69K. Les joints étanches empêchent les fuites et préservent le fonctionnement malgré une exposition constante à des environnements fluides corrosifs ou agressifs.
• Spécifications électriques telles que les valeurs nominales de tension et de courant, qui garantissent que le connecteur peut résister aux charges et fluctuations électriques prévues pendant le fonctionnement normal.
• Matériaux de boîtier qui ne compromettront pas l'intégrité du connecteur.
• Facilité d'utilisation, permettant aux connecteurs d'être rapidement assemblés, raccordés et désaccouplés sans perturbation prolongée des signaux électroniques.

ITT Cannon fabrique une gamme de connecteurs compacts et légers pour les environnements les plus difficiles. Plus précisément, la série APD d'ITT Cannon (Figure 1) offre un ensemble de solutions de connecteurs entièrement en plastique pour environnements difficiles, pour des applications avec des valeurs nominales jusqu'à 48 V/500 V et jusqu'à 240 A. Les options incluent des connecteurs haute puissance à 1 et 2 voies, des solutions haute tension à 4 voies certifiées VDE et des connecteurs haute densité à 51 voies.

Figure 1 : La série de connecteurs APD d'ITT Cannon offre une option entièrement en plastique avec des mécanismes de couplage à baïonnette pour des joints étanches. Les connecteurs tolèrent de très nombreuses conditions de fonctionnement difficiles. (Source de l'image : ITT Cannon)

La série de connecteurs APD est dotée d'un mécanisme de couplage à baïonnette avec une rotation rapide à 120 degrés, garantissant une étanchéité fiable jusqu'aux normes IP67/IP69K. Conçus pour résister à des températures extrêmes s'étendant de -40°C à +125°C, ils acceptent les tailles de fil AWG 22 à AWG 0 et sont disponibles dans des variantes haute puissance et haute tension. Compacte, légère et facile à assembler, la série offre de multiples variantes — 1, 2, 4, 6/7, 19, 37 et 51 voies — ainsi qu'une sélection complète d'accessoires et de solutions d'outillage pour répondre aux besoins d'applications diverses.

La série comprend également la plaque APD modulaire (Figure 2), qui permet d'utiliser les connecteurs dans un large éventail de configurations.

Figure 2 : L'interface modulaire APD peut être configurée de différentes manières afin de réduire le temps consacré à l'assemblage et à la maintenance. (Source de l'image : ITT Cannon)

L'interface est conçue pour la gestion efficace des connecteurs dans les applications d'interconnexion cabine-châssis et centralisées. La plaque APD garantit l'installation, la reconfiguration, la connexion et la déconnexion simples et rapides des interconnexions APD, contribuant ainsi à éviter toute défaillance prématurée. De plus, la plaque modulaire APD facilite la maintenance et permet une utilisation plus efficace des espaces restreints. La solution standardisée peut être facilement transposée entre différents composants et systèmes.

Mécanismes de défaillance des connecteurs

L'un des facteurs les plus critiques à garantir lors de l'utilisation d'équipements en conditions difficiles est que les composants ne subissent pas de défaillance pendant leur fonctionnement normal. Cela nécessite une évaluation minutieuse des différents types de défaillance possibles des connecteurs, notamment les suivantes :

Corrosion et contamination : l'exposition continue ou fréquente à des fluides agressifs, à la boue et à l'humidité peut corroder les pièces des connecteurs et entraîner à terme une atténuation des signaux. Le boîtier en plastique de la série APD d'ITT résiste à la corrosion et à l'humidité, et est facile à entretenir même dans les conditions environnementales les plus difficiles.

Vibrations et chocs : les secousses constantes sur les routes non goudronnées et autres terrains accidentés peuvent augmenter les vibrations et les chocs sur les véhicules tout-terrain. L'état des routes n'est pas le seul facteur susceptible de contribuer à l'usure des connecteurs et à leur défaillance éventuelle. Les connecteurs circulaires de la série APD utilisent une conception de couplage à baïonnette, particulièrement adaptée pour supporter les vibrations extrêmes.

Assemblage et maintenance incorrects : les connecteurs doivent être assemblés de manière précise, et le non-respect des protocoles peut entraîner des torsions et des courbures dans les composants, susceptibles de compromettre les performances. La facilité de montage et de démontage contribue à garantir la longévité des connecteurs.

Surchauffe due à des surcharges électriques : les connecteurs sont conçus pour supporter un certain courant ou une certaine tension et résister aux pointes d'énergie dans une certaine mesure. Lorsque ces limites sont dépassées, des fusions peuvent se produire, causant des dommages aux composants du système et une perte de signal.

Compte tenu de la diversité des défaillances possibles des connecteurs, leur utilisation dans des systèmes complexes requiert une compréhension des applications et des conditions de fonctionnement spécifiques.

Connecteurs renforcés personnalisés pour applications spécialisées

Parfois, une suite étendue de connecteurs sert de point de départ à la personnalisation.

Les trois exemples de solutions personnalisées d'ITT Cannon illustrent l'adaptabilité des connecteurs APD à une variété de cas d'utilisation spécifiques.

Prenons l'exemple d'une entreprise de fabrication de moteurs qui avait besoin d'une solution personnalisée pour les gros moteurs diesel utilisés dans les navires et les trains. Dans de tels équipements, les connecteurs garantissent la transmission de puissance efficace et l'intégration des différents systèmes, tels que les boîtes de vitesses et les hélices. Les principales conditions que la solution devait prendre en compte étaient l'exposition aux huiles de moteur, les vibrations intenses et l'espace restreint dans le compartiment moteur. Pour relever ces défis, il a fallu commencer par les connecteurs à 7 voies de la série APD. La solution finale incluait un joint torique supplémentaire pour garantir l'étanchéité du joint et améliorer la résistance aux vibrations et à la pression. Un clip à ressort en acier inoxydable maintenait le connecteur en place. Pour utiliser efficacement l'espace restreint, la solution personnalisée avait une empreinte deux fois plus petite que l'équivalent standard.

Dans un autre cas, un fabricant d'équipements agricoles et de construction avait besoin d'une solution de connexion personnalisée pour une boîte de vitesses à double embrayage pour les transmissions de tracteurs. Une telle boîte de vitesses permet des transitions faciles et fluides lors du changement de vitesse, une caractéristique particulièrement appréciable dans les voitures de course et les tracteurs. L'un des défis particuliers que le système de connecteur devait surmonter était la forme unique de la boîte de vitesses, qui nécessitait une reconfiguration de la forme du connecteur. L'exposition extrême à l'huile d'engrenages posait également problème, tout comme la résistance élevée. La solution finale a nécessité six connexions différentes : deux connecteurs d'alimentation à 6 voies plus grands basés sur l'interface APD à 19 voies (Figure 3) et quatre connecteurs APD à 4 voies plus petits pour la transmission des signaux. Deux joints toriques personnalisés ont permis de répondre aux exigences de résistance aux vibrations.

Figure 3 : L'APD à 19 voies d'ITT Cannon a servi de base à une solution de boîte de vitesses à double embrayage pour les transmissions de tracteurs. (Source de l'image : ITT Cannon)

Enfin, l'exposition au fluide d'échappement diesel dans une pompe de réduction catalytique sélective (SCR) était le principal défi pour un constructeur de véhicules utilitaires. Les connecteurs devaient résister à la fois à l'environnement corrosif et fonctionner dans un espace restreint. La solution a impliqué d'importantes modifications du facteur de forme de l'APD à 37 voies, qui a servi de point de départ pour les connecteurs personnalisés. Un support en acier inoxydable a permis de maintenir l'assemblage de connecteur en place pour garantir l'absence de perte d'étanchéité due aux vibrations.

Conclusion

Les conditions difficiles peuvent varier considérablement et couvrir un vaste spectre, s'étendant de l'exposition aux huiles et aux températures extrêmes aux vibrations et chocs soudains. En plus de ces facteurs, de nombreux cas d'utilisation requièrent des solutions de connecteurs personnalisées. La série de connecteurs APD constitue un excellent point de départ pour une grande variété d'applications. Les multiples options conviennent à de nombreuses utilisations finales, mais sont également facilement personnalisables si des modifications spécifiques s'avèrent nécessaires. Tant dans les opérations militaires que dans l'industrie aéronautique, le transport routier ou le secteur agricole, la série de connecteurs APD est conçue pour résister à des conditions de fonctionnement difficiles sans compromettre l'intégrité des signaux, des données et des connexions.