Laatste nieuws:

, 29 september 2022 10:17

Waterdichte industriële connectors

Het beschermen van elektromechanische interfaces tegen vloeistoffen is één van de basiseisen voor industriële elektronica in de automatiserings- en procestechnologie. Maar het woord ‘waterbestendig’ kan verschillende betekenissen hebben. Afhankelijk van de toepassing zijn verschillende beschermingsgraden tegen vloeistoffen nodig voor de elektrische verbindingstechnologie.

Foto 1: Het M12-ontwerp wordt veel gebruikt in het veld in de automatisering, bijvoorbeeld voor sensor-actuator-bekabeling; in het veld bedraadbare male en female connectors zorgen voor flexibiliteit tijdens de installatie. Foto's: binder'
Foto 1: Het M12-ontwerp wordt veel gebruikt in het veld in de automatisering, bijvoorbeeld voor sensor-actuator-bekabeling; in het veld bedraadbare male en female connectors zorgen voor flexibiliteit tijdens de installatie. Foto's: binder
1/1

Door: Binder

Waterdicht: Dat woord uit de spreektaal suggereert volledige bestendigheid van een object tegen de effecten van vocht, bijvoorbeeld in de vorm van mist of regen, en tegen onderdompeling in vloeistoffen. Maar we weten allemaal uit de praktijk dat die bescherming zijn grenzen kent, bijvoorbeeld bij horloges, camera's of smartphones: volgens de specificaties is alleen onderdompeling tot een beperkte diepte of een maximale hydrostatische druk toegestaan. Voor gebruikers van industriële elektrische verbindingsproducten spreekt het vanzelf dat dat ook geldt voor toepassingsscenario's voor connectors, bijvoorbeeld in de procestechnologie. Bescherming van de interfaces tegen vloeistoffen is daar een essentiële eis, zowel voor de betrouwbaarheid als voor de veiligheid.
Bij de afdichting van elektromechanische systemen als geheel, zijn de connectors van doorslaggevend belang in de industriële elektronica. Aan de ene kant moeten ze meermaals kunnen worden aangesloten en weer losgenomen; aan de andere kant moeten de verbindingen, afhankelijk van de toepassing, het binnendringen van vloeistoffen betrouwbaar verhinderen, wanneer ze zijn aangesloten.
De vereiste beschermingsgraad, en dus de juiste interpretatie van het woord ‘waterdicht' is onlosmakelijk verbonden met de omstandigheden van de toepassing: hoewel connectors in veel automatiseringstoepassingen niet in direct contact met vocht komen, zijn er specifieke toepassingen waar ze worden blootgesteld aan spatwater of zelfs aan tijdelijke onderdompeling. Vooral In omgevingen waar hoge eisen aan hygiëne gesteld worden, kunnen connectors onder hoge druk worden behandeld voor het reinigen. In zulke gevallen zijn bijzondere ontwerpoverwegingen essentieel om een betrouwbare overdracht van signalen en voeding te garanderen.

Gestandaardiseerde categorisering: beschermingsgraad en IP-code

De mate waarin connectors bestand zijn tegen vocht en vloeistoffen wordt door de fabrikanten aangegeven in de data sheets van de producten. De specificatie waar het om gaat, is de zogenaamde beschermingsgraad. Die geeft aan bij welke invloeden van buitenaf (fysieke aanraking en het binnendringen van deeltjes en water) de betreffende connector kan worden gebruikt. Volgens de DIN EN 60529- en ISO 20653-standaard wordt de beschermingsgraad gespecificeerd door middel van een IP-code (International Protection). Voor connectors is die in het algemeen alleen geldig wanneer ze zijn aangesloten. De genoemde voorbeelden corresponderen dus met de beschermingsgraad IP67: bescherming tegen tijdelijke onderdompeling, en IP68/69K: bescherming tegen permanente onderdompeling of blootstelling aan hoge druk. Omdat de standaards de criteria ‘tijdelijk' en ‘permanent' niet duidelijk definiëren, is het voor fabrikanten raadzaam om meer nauwkeurige informatie te geven.
In de praktijk leidt onvoldoende kennis van DIN EN 60529 of ISO 20653 vaak tot de onjuiste aanname dat een hoog nummer in de IP-code automatisch een betere bescherming betekent. Daarom is het belangrijk te weten dat het eerste cijfer van de code verwijst naar het binnendringen van vaste deeltjes, zoals stof, terwijl het tweede cijfer bescherming tegen vocht en water aangeeft. We kunnen dus niet zeggen dat een product met beschermingsgraad IP64 ‘beter beschermd' is dan een product met IP55. Het eerste product is beter bestand tegen blootstelling aan deeltjes, het is dus stofdicht. Maar het is alleen bestand tegen spatwater, terwijl het tweede mag worden blootgesteld aan sproeiwater vanuit alle richtingen.
De twee cijfers voor deeltjes en vocht/water kunnen worden gevolgd door letters in de derde en vierde positie, die de beschermingsgraad nog meer in detail weergeven. Zo staat een K (als in IP69K) voor voertuigapparatuur; een B voor toegang tot gevaarlijke actieve onderdelen met een vinger.
Het is belangrijk om te benadrukken dat de IP-beschermingsgraad alleen verwijst naar de bescherming van apparatuur en zijn onderdelen. Hij zegt niets over de bescherming van mensen die onderling met het apparaat werken. De veiligheid van gebruikers wordt gedefinieerd in de zogenaamde beschermingsklassen, die we in dit artikel niet bespreken.

Waterdicht in een industriële context

Naast elektrische parameters zoals maximale stroom en spanning, piekspanning of contactweerstand, zijn er selectiecriteria op het gebied van onder meer integratiedichtheid en miniaturisatiegraad, die samenhangen met het ontwerp van een connector. Maar bovendien moeten we de specifieke eigenschappen van de toepassingsomgeving in beschouwing nemen. Wordt de interface blootgesteld aan mechanische belastingen zoals schokken of trillingen? Moeten er voorzorgsmaatregelen worden genomen tegen de invloeden van nabije hoogfrequente elektronische onderdelen, tegen brand- of ontploffingsgevaar? Of gelden voor een verbinding die vaak wordt aangesloten en weer losgenomen speciale ontwerpoverwegingen om daartegen bestand te zijn? De antwoorden op deze en soortgelijke vragen leiden de gebruiker naar producteigenschappen zoals vergrendelingssysteem, elektromagnetische afscherming en contactmaterialen, die invloed hebben op de koopbeslissing.
Het feit dat connectors (op een aanvankelijk ongedefinieerde manier) bestand zijn tegen het binnendringen van deeltjes en vocht of vloeistoffen is een standaardeis in de industrie. Maar, zoals al eerder toegelicht, hangt de benodigde beschermingsgraad af van de details van de toepassing. Die kunnen variëren van interfaces voor meten en besturen in de fabrieksautomatisering, de voedingsmiddelenindustrie, klinisch gebruik van medische instrumentatie, dus de eisen voor ‘waterdichte' connectors kunnen behoorlijk verschillen. Vooral in de laatste twee toepassingsgebieden worden de producten blootgesteld aan vochtbelasting die wordt veroorzaakt door schoonmaak- en sterilisatieprocessen.

Voorbeelden van producten met IP67 en IP68/69K

Alle M12-connectors van binder zijn bestand tegen vocht en water conform de IP67-standaard en veel ook conform IP68/69K. Corrosiebestendige typen zijn uitgerust met roestvrijstalen of plastic schroefringen (foto 1, rechtsboven). IP67 garandeert toepassingsveiligheid bij incidentele blootstelling aan vocht, zonder hogere eisen; de meer resistente producten kunnen, afhankelijk van de beschermingsgraad en het materiaal, ook gebruik in de openlucht en onderdompeling tot grotere dieptes, hogedrukreiniging en agressieve reinigingsmiddelen weerstaan.
De IP67-portfolio omvat ook M12-stekkers en chassisdelen die geassembleerd kunnen worden. Verbindingstechnologie met IP67-bescherming, zoals de binder's NCC-serie 770 (Not Connected Closed) (foto 2), worden bijvoorbeeld aanbevolen voor gebruik in draagbare terminals, medische apparatuur en LED-verlichtingsarmaturen. Ze zijn uitgerust met een bajonetvergrendeling en ontworpen voor meer dan 5000 aansluitcycli en worden gekenmerkt door een speciale voorziening: Een van een veer voorziene plastic kap in de behuizing sluit de contacten in, wanneer ze niet zijn aangesloten, zodat ze beschermd zijn tegen aanraking. Ze zijn zo beschermd tegen indringen van deeltjes en spatwater en ook tegen mechanische invloeden van buitenaf.
Waterdichte industriële connectors

De zogenaamde miniatuur- en subminiatuurserie 620 en 720 voldoen, wanneer aangesloten, ook aan de IP67-criteria (foto 3). Ze zijn voor dat doel uitgerust met een O-ring in de female connector en een afsluiting in de klem. Ondanks hun gevoelige snap-in onderdelen weerstaan de connectors meer dan 1000 aansluitcycli. Ze zijn ook geschikt voor medische apparatuur; andere mogelijke toepassingen zijn metrologie-apparatuur, industriële verlichting en stoelverwarmingen in sportstadions.
Waterdichte industriële connectorsFoto 3: Geminiaturiseerd en waterdicht conform IP67: De 620- en 720-serie met O-ring aan de female kant en afgedekte klem.

Alle aangegoten kabelconnectors uit de 763-serie (foto 4) hebben schroefringen gemaakt van media- en temperatuurbestendig plastic en zijn waterdicht tot beschermingsgraad IP68 wanneer aangesloten. De openlucht-connectors met bajonet-snelvergrendeling uit de HEC-serie bereiken IP68/IP69K-bescherming (foto 5).
Waterdichte industriële connectorsFoto 4: IP68-getrouwe kabelconnectors uit de 763-serie in verschillende uitvoeringen.

Waterdichte industriële connectorsFoto 5: HEC-serie van openluchtconnectors conform IP68/IP69K.

Toepassingsvoorbeelden zijn tunnelverlichting in zeer vochtige omgevingen, onderwatersensoren en voedingslijnen voor dompelpompen. HEC-connectors worden veel toegepast in agrarische machines en in draagbare lasapparaten. De openlucht- en roestvrijstalen versies van de 713-serie (foto 6) voldoen ook aan beschermingsgraad IP68/69K. De openluchtversies zijn gemaakt van plastic dat voor dit doel geschikt is en zijn uitgerust met beschermkappen die de signaalconnectors beschermen tegen de effecten van het weer in de openlucht. De roestvrijstalen producten zijn bijzonder goed bestand tegen agressieve vloeistoffen.
Waterdichte industriële connectorsFoto 6: 713-serie: IP68-beschermenkappen beveiligen de contacten tegen het weer in de openluchttoepassingen.

Bepaalde versies van binder's 763-serie voor de voedingsmiddelenindustrie en de roestvrijstalen varianten van de 713-serie hebben een IP69K-beschermingsgraad. De M12-connectors zijn bijvoorbeeld geschikt voor het aansluiten van sensoren die procesparameters meten in bottelarijen. Over het algemeen zijn ze bedoeld voor installatie in machines en systemen die worden schoongemaakt met hogedrukreinigers en agressieve schoonmaakmiddelen.

ab op Twitter

TwitterlogoVolg ab nu ook op Twitter!

Onze accountnaam is: @aenb

Agenda meer (1)

30 november 2022 -
Engineering Event SAFETY

Geen nieuws meer missen?

Meldt u dan direct aan voor de gratis ab nieuwsbrief.

 

Knop nieuwsbriefMet de gratis ab nieuwsbrief wordt u wekelijks op de hoogte gehouden over het aandrijven en besturen nieuws. U ontvangt wekelijks het laatste nieuws en elke maand een themanieuwsbrief.

 

Direct aanmelden