SETTEMBRE 2014
FIELDBUS & NETWORKS
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L
e interconnessioni elettriche contribui-
scono inmodo significativo all’affidabilità
complessiva dei sistemi, particolarmente
nelle applicazioni caratterizzate da con-
dizioni ambientali ostili. Le principali
sollecitazioni a cui i connettori possono essere sot-
toposti sono l’ingresso di acqua o di altri fluidi, pol-
vere e gas, temperature molto alte o molto basse,
umidità, pressione, ad esempio nei casi di immer-
sione in acqua a grande profondità, sollecitazioni
meccaniche che agiscono non solo sul componente
in quanto tale ma anche sulla tenuta a lungo ter-
mine dell’accoppiamento meccanico tra i contatti,
interferenze elettromagnetiche (EMC) e scariche
elettriche, esposizione ad alti livelli di ultravioletti
o altre radiazioni. Tra i campi applicativi che richie-
dono connettori capaci di sopportare forti sollecita-
zioni ambientali sono compresi la produzione di energia, ad esempio il
settore petrolifero e quello delle energie rinnovabili; il settore militare,
navale e aerospaziale; il settore dei trasporti e delle ferrovie; l’industria
chimica; gli apparati per la sanità. Fortunatamente, numerosi produttori
di connettori offrono soluzioni adatte agli ambienti ostili: tra essi ricor-
diamo Amphenol, Delphi, FCI, Glenair, Harwin, Molex, Samtec e TE Con-
nectivity. Non esiste un ‘super connettore’ ermetico universale capace
di resistere a tutti i fattori ambientali elencati, e se esistesse avrebbe un
prezzo proibitivo. I progettisti, pertanto, devono analizzare con precisione
le sollecitazioni tipiche della loro applicazione e scegliere il componente
che presenta la giusta combinazione di prestazioni. Queste dipendono
dall’architettura complessiva del connettore, dai materiali utilizzati, dai
dettagli costruttivi dell’involucro, dei contatti e delle guarnizioni.
Ermeticità
Per quanto riguarda l’ermeticità, generalmente i connettori per ap-
plicazioni industriali in ambienti ostili devono possedere un grado di
protezione IP67, dove il 6 indica l’impossibilità da parte della polvere di
entrare nel connettore e il 7 indica l’impossibilità dell’ingresso d’acqua
in quantità dannose, in caso di immersione fino a un metro di profondità.
Un esempio di dispositivi con grado di protezione IP67 progettati per
applicazioni in ambienti ostili è rappresentato dai connettori ermetici
compatti della serieMX120G di Molex, comprendentemodelli cavo-cavo
e cavo-scheda, che offrono prestazioni ottimali in condizioni di bagnato,
forti vibrazioni e grandi escursioni termiche (da -40 a +105 °C).
Le applicazioni tipiche di questo sistema di connessione riguardano una
varietà di veicoli (autobus, macchine agricole, veicoli per uso ricreativo),
installazioni nei settori edile, navale e petrolifero, apparati medici resi-
stenti agli spruzzi, apparecchi illuminanti a LED per esterno come sema-
fori o lampioni stradali. I ricettacoli cavo-cavo e cavo-scheda della serie
MX120G, che costituiscono una soluzione più affidabile e meno costosa
rispetto alle alternative wire-sealpre-crimpate, sono composti da un sin-
golo elemento pre-assemblato che comprende un involucro per alte tem-
perature, una guarnizione maschio in silicone e un coperchio ermetico
(sealcap) con funzione di pressacavo (strainrelief), il tutto pre-assemblato
e pronto per un facile crimpaggio. Le guarnizioni in silicone sono affidabili
nella maggior parte delle applicazioni esposte all’acqua e ad altri fluidi
comuni; sono inoltre più durature e sopportano temperature più alte ri-
spetto alle normali guarnizioni in gomma di nitrile. Il coperchio ermetico
funziona da pressacavo per l’interfaccia tra le guarnizioni, consentendo
un facile inserimento dei fili crimpati direttamente nel connettore.
I connettori di questa famiglia sono in grado di sopportare forti vibrazioni,
fino a un’accelerazione di 10 g, e assicurano quindi un accoppiamento
stabile negli ambienti caratterizzati da questo tipo di sollecitazione. Il
meccanismo incorporato di blocco positivo assicura inoltre la stabilità
della connessione tra i terminali, in modo da evitare la disconnessione
accidentale. Il funzionamento di blocco a torsione (twist-lock) assicura
un corretto allineamento tra i contatti della testata (header) e quelli del
ricettacolo femmina, eliminando la necessità di elementi di fissaggio.
L’involucro esterno
Sebbene molti connettori dotati di un corpo in materiale plastico siano
sufficientemente robusti per le applicazioni automobilistiche e simili, non
tutti sono adeguati agli impieghi più pesanti come quelli tipici del settore
ferroviario o per l’uso in luoghi molto esposti. Una soluzione per queste
applicazioni può essere rappresentata dai connettori con corpometallico,
come quelli della gamma heavy mate di Amphenol che, oltre a essere
stati progettati per impieghi pesanti, sono anche un ottimo esempio di
Fieldbus & Networks
NELLE APPLICAZIONI CHE RICHIEDONO RESISTENZA
A FORTI SOLLECITAZIONI AMBIENTALI SCEGLIERE
IL GIUSTO CONNETTORE PUÒ CONSENTIRE DI
RIDURRE SENSIBILMENTE I GUASTI ELETTRICI DEL
SISTEMA, I RELATIVI TEMPI DI FERMO E I COSTI DI
MANUTENZIONE
INTERCONNESSIONI
PER AMBIENTI OSTILI
di
Marco Enge
Building
blocks
Foto tratta da http://www.morgueÀle.com/
