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15/02/2017

Conexiones robustas


Conexiones robustas

La industria 4.0 se basa, al igual que la Internet de los objetos, en la interconexión, y por consiguiente, en los contactos. Los conectores necesarios para ello tienen que presentar la robustez necesaria para el uso industrial. Con ello, la industria 4.0 no solo es un impulsor de crecimiento, sino también un motor tecnológico que proporciona numerosas innovaciones. Y también benefician a otros sectores.
En casi todos los ámbitos de utilización de la construcción de maquinaria e instalaciones y en la automatización, las aplicaciones están sometidas a requisitos especialmente extremos, como humedad, polvo, aceite, productos químicos, altas temperaturas y vibraciones. A la vez, la seguridad de la instalación tiene que estar necesariamente garantizada. Muchos fabricantes ya han reaccionado ante estos requisitos y han desarrollado conectores de distintos estándares, certificados según la norma EN 60529 y que ofrecen el tipo de protección IP67 o IP68.


Esto es válido sobre todo para los tipos M8 y M12 que con mayor frecuencia se instalan en las aplicaciones industriales, pero también para clavijas modulares o USB. En este caso hay que tener en cuenta que el tipo de protección solo es válido para el estado conectado. En cuanto hay un extremo del enchufe abierto, la protección normalmente no se garantiza. Molex ofrece una serie especialmente amplia de soluciones robustas: La serie “Sealed Connectors” engloba conectores encapsulados estándar y específicos de clientes con distintos tipos de protección.


En el caso de los componentes de automatización en armarios de distribución se utilizan principalmente conectores para conexiones de hilo individual, ya que con estos se puede llevar a cabo la unión de los sensores, los actuadores y la alimentación energética de una forma muy flexible. En la electrónica de potencia, los desarrolladores prefieren conectores de placa de circuitos impresos en lugar de las soluciones de bornes más habituales hasta el momento. Permiten unos diseños de dispositivos más compactos y flexibles, y una conductividad superior.
En el ámbito de las conexiones de datos se pueden encontrar cada vez más conectores industriales normalizados, p. ej. RJ45 y conectores redondos, ya que los sistemas de bus de campo se van relevando por Ethernet industrial. Los conectores ópticos permiten una transferencia rápida y sin interferencias de grandes cantidades de datos.


Automoción


Los componentes de automoción tienen que cumplir unos requisitos de seguridad máximos, lo que conviene al desarrollo de modelos robustos. Otro requisito central en este caso es la reducción del espacio constructivo y el peso. De este modo, los fabricantes ya ofrecen sistemas con más de 300 contactos. Las aleaciones de alto rendimiento como CuNiSi además, les aportan mayor conductividad, permitiendo soluciones más pequeñas; los materiales como el aluminio o las aleaciones de cobre proporcionan un peso más reducido. JAE, por ejemplo, ha desarrollado la serie MX19 especialmente para el sector automovilístico. Los pequeños conectores cable a cable resistentes al agua según JIS D0203 S1 se conectan con solo un clic.
Son resistentes a temperaturas entre -40 y 105 ºC, así como a las vibraciones típicas que se forman en un coche. Gracias al paso de cables con aislamiento trasero, la serie MX19 permite una disposición optimizada del árbol de cables y los bornes de conexión se pueden insertar mejor en la carcasa. El aislamiento protege contra daños, aleteo de cable y contra la entrada de agua. Los terminales de los bornes de conexión disponen de un mecanismo de resortes de doble placa con una gran longitud de portador para ofrecer una reducida fuerza de inserción y una expansión de presión. Hay disponibles variantes de 2 y 4 polos diseñadas para una intensidad de hasta 5A y para cables entre 20 y 22 AWG.


Movilidad eléctrica


Los vehículos híbridos y eléctricos conllevan nuevas clases de tensión y corriente, lo que también significa unas temperaturas y unas vibraciones considerablemente más altas. Además, justo en los vehículos de accionamiento eléctrico, existe el riesgo de que la potencia se vea mermada por las influencias medioambientales como agua, polvo, suciedad, aceite, productos químicos o campos electromagnéticos. Como resultado tanto el diseño como los materiales de base y las superficies de contacto de los conectores están sujetos a unos requisitos más exigentes. Hasta el momento aún no se ha introducido ningún estándar, los fabricantes de equipamiento original utilizan principalmente soluciones individuales. Al contrario que en el caso de los conectores para la unidad de carga: Aquí se han introducido los estándares tipo 1 (especialmente en EE.UU. y Japón), tipo 2 (Europa) y GB/T (China). Amphenol ha desarrollado su sistema de conexión de alta corriente y alto voltaje PowerLokTM especialmente para cargadores, conexiones de carga y para la confección de cables de vehículos híbridos y eléctricos. Se basa en la tecnología de contacto RADSOK® (RADial SOcKet), que proporciona una menor caída de tensión y subida de temperatura, y que amplía la superficie gracias a la estructura radial. Los conectores PowerLok están diseñados para 750A y 1.000V y están equipados con una protección contra corriente HVIL (High Voltage InterLock).


El segundo bloqueo automático garantiza que los bornes estén posicionados de manera óptima y ofrece una fuerza de sujeción suficiente incluso para entornos áridos; sus distintas opciones de ranura permiten una conexión segura sin que se produzcan daños por una conexión incorrecta. En este caso se forma el típico ruido de clic, que tanto gusta en el sector automovilístico. La conexión sencilla garantiza una protección máxima para el usuario. Si el bloqueo se abre, las altas corrientes se interrumpen de inmediato. La carcasa cumple como mínimo los requisitos de las especificaciones UL94-V-0, RTI130, CTI2 y resiste temperaturas de -40 a 125 ºC.
El revestimiento metálico de 360º garantiza un blindaje completo del conector para IP6K9K en estado conectado y de IP2X en estado desconectado (según DIN 40 050, 9). Amphenol también ofrece una serie de conectores para acumuladores de energía, que se ha desarrollado expresamente para conexiones de alta corriente en el módulo de la batería y el sistema de gestión de la batería (BMS): La familia RADLOK económica incluye una serie de diseños de conectores y puede utilizarse en la batería como conexión celda a celda o también externamente como conexión batería a batería o conexión serie a acumulador de corriente. Ofrece unas reducidas fuerzas de inserción y extracción, así como muchos ciclos de inserción gracias al bloqueo y desbloqueo mecánico integrado. Su carga de corriente máxima es de 750A, la tensión continua máxima es de 1.000V, el rango de temperatura abarca de -40 a 125 ºC.


Conexiones de tren


En el ámbito ferroviario, la demanda de conectores crece debido al creciente uso de redes Ethernet, p. ej. para cámaras y pantallas, y por la tendencia a la construcción de vehículos modulares. En este caso, los sistemas parciales tienen que poderse conectar entre sí sin complicaciones, para transmitir la potencia, los daños y las señales por todas las unidades del vehículo. Para el uso externo, estos conectores no solo tienen que enfrentarse a las vibraciones y a los impactos, sino también a las condiciones medioambientales.
Aquí se requieren modelos con tipos de protección IP68 o IP69K, y con bloqueos mecánicos. En el interior del vehículo son suficientes unos tipos de protección menores, pero en contraposición, los campos electromagnéticos son de mayor importancia. Para ello hay disponibles conectores blindados. Además de esto, todos los conectores tienen que cumplir los requisitos de las normas ferroviarias específicas. Y estas son distintas en cada país. Normalmente en este caso se incluye p. ej. una alta capacidad de resistencia frente a aceite hidráulico, detergentes agresivos y sustancias similares.


Iluminación


En el caso de las soluciones de iluminación por LED, los requisitos para los conectores no quedan claramente delimitados, ya que varían en función del lugar de utilización y de la aplicación. Lo que sí es válido es, que cuanto más robusta sea la solución de conexión, más amplio será el ámbito de utilización, tal como se puede ver en la serie SSL-1 de Amphenol.
Con su resistencia a los impactos y a las vibraciones según EN61373, es apta para aplicaciones LED interiores y exteriores, así como para el mercado del transporte. Aquí sustituye el proceso de soldadura con el riesgo de puntos de soldadura de escaso valor, proporcionando así unos tiempos de producción SMT más cortos y un abaratamiento de los gastos. Requiere menos espacio en la placa de circuitos impresos, por lo que puede incrementarse la densidad de LED, evitándose la formación de sombras. La serie SSL-1 incluye conexiones de 2, 4 y 6 polos bordo a bordo, cable a bordo y cable a cable.


Tecnología médica


Las aplicaciones en la tecnología médica tienen que cumplir primeramente las normas y homologaciones específicas del sector, las cuales regulan los requisitos de blindaje, estanqueidad, capacidad de autoclave y protección para evitar entrar en contacto y roce. A veces también se requieren una alta seguridad de contacto y muchos ciclos de inserción, así como una protección frente a los productos desinfectantes y las soluciones de limpieza agresivas. Los sistemas de conexión que también cumplen los elevados requisitos con frecuencia requieren una nueva producción. Además, sus gastos de desarrollo casi nunca se amortizan con una producción en masa.
Todo esto los convierte en elementos relativamente caros, de manera que no son adecuados para aplicaciones o ámbitos de aplicación caros, en los que realmente no se necesita la correspondiente protección. Pero para todo lo demás ofrecen muchas ventajas, convirtiéndose incluso en un producto necesario.


Bases para el tipo de protección


El tipo de protección indica para qué condiciones ambientales es adecuado el componente o el dispositivo eléctrico. Se indican en códigos IP (protección internacional); las normas DIN EN 60529 y DIN 40050-9 regulan dicha codificación. En la designación del tipo de protección se añaden dos cifras características a la combinación de letras IP.
La primera indica la protección contra el contacto o cuerpos extraños, la segunda contra agua o humedad. Hay diferencias entre las dos normas: En algunos tipos de protección, la primera cifra tiene una “k” adicional según DIN 40 050, con 6k y 9k se relaciona una protección específica para vehículos de carretera. Resumen de las cifras más relevantes (según la norma DIN EN 60529): Primera cifra: 4. Protección contra cuerpos extraños con un diámetro superior a 1mm 5.
Protección contra polvo en cantidades dañinas 6. Estanqueidad frente al polvo y protección completa contra el contacto Segunda cifra: 6. Protección contra chorro de agua fuerte 7. Protección contra sumersión momentánea 8. Protección contra sumersión permanente 9. Protección contra agua en caso de limpieza con alta presión / chorro a vapor Es decir, Un conector con IP67 es estanco al polvo y está protegido contra el contacto y contra la sumersión momentánea.

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