Aggiornare in modo semplice i connettori D-Sub con un meccanismo push-pull senza attrezzi

Per decenni, i connettori D-Sub hanno rappresentato un'interfaccia standard per le applicazioni industriali. Tuttavia, i tradizionali connettori D-Sub necessitano del collegamento a vite, che richiede tempo e rallenta notevolmente l'installazione e la manutenzione. Ciò è particolarmente problematico nelle applicazioni soggette a cambi frequenti, come le apparecchiature di prova, le linee di produzione e i pannelli di controllo. I progettisti hanno bisogno di una soluzione che mantenga l'affidabilità e la compatibilità diffusa delle interfacce D-Sub, riducendo al contempo i tempi di connessione e garantendo la compatibilità elettromagnetica (EMC).

Questo articolo spiega brevemente perché il connettore D-Sub rimane rilevante in un mondo di nuove opzioni. Presenta quindi un meccanismo di connessione D-Sub di HARTING e mostra come usarlo per trasformare la tradizionale architettura D-Sub in una connessione senza attrezzi, che riduce i tempi di accoppiamento/disaccoppiamento senza compromettere la compatibilità e l'affidabilità.

Perché i connettori D-Sub sono ancora importanti

I connettori D-Sub sono onnipresenti nei settori dell'automazione e del controllo, della robotica e delle macchine utensili. Si trovano anche nelle infrastrutture di trasporto, nelle apparecchiature di prova e nelle comunicazioni, comprese le ferrovie, gli strumenti per semiconduttori e le reti di controllo.

Non si tratta solo di una questione di infrastruttura legacy. Il connettore D-Sub rimane interessante per l'ampia varietà di opzioni rese disponibili dai numerosi fornitori. Oltre ai connettori di segnale standard, i progettisti possono accedere a layout misti che combinano segnale, potenza e coassiale in un unico alloggiamento, il che li rende una scelta pratica per molti progetti. I connettori sono inoltre supportati da decenni di standardizzazione e test di conformità, che aggiungono sicurezza in settori regolamentati come quello dei trasporti e delle ferrovie.

Nonostante questi vantaggi, i connettori D-Sub non sono così semplici da implementare e manutenere come le moderne alternative push-pull. Tuttavia, sostituirli completamente è raramente pratico, poiché la tecnologia è profondamente integrata nell'infrastruttura esistente. Anche l'introduzione di nuovi connettori accanto all'infrastruttura D-Sub esistente è problematica, in quanto complica le scorte, l'attrezzaggio e la formazione.

Aggiornamento dei connettori D-Sub con vere funzionalità push-pull

Il meccanismo push-pull D-Sub di HARTING (Figura 1) è una soluzione convincente a questo dilemma. Il cuore del meccanismo è un cappellotto push-pull che sostituisce il tradizionale guscio D-Sub. Questo cappellotto si aggancia con bulloni di bloccaggio che possono essere installati nei perni a martinetto esistenti.

Figura 1: Il meccanismo push-pull D-Sub comprende un cappellotto push-pull (1) che avvolge il guscio e i bulloni di bloccaggio (2) che possono essere montati in un secondo momento nei perni a martinetto esistenti (3). (Immagine per gentile concessione di HARTING, modificata da Kenton Williston)

Sostituendo le viti di fissaggio con un meccanismo a scatto, i progettisti ottengono la comodità dei connettori moderni mantenendo la compatibilità con la decennale tecnologia D-Sub. In particolare, questo meccanismo può essere installato in un secondo momento in sistemi preesistenti senza dover apportare alcuna modifica all'apparecchiatura; solo il cavo assemblato deve essere aggiornato.

L'innesto e il rilascio sono semplici. Per il collegamento, il cappellotto viene spinto direttamente nei bulloni sul lato del dispositivo fino a quando non si blocca con un clic chiaramente udibile e tattile, confermando l'accoppiamento sicuro. Per scollegarlo, si deve semplicemente tirare il coperchio del cappellotto, che disinnesta il meccanismo e rilascia il connettore in un unico movimento. La forza di bloccaggio è costante e ripetibile, anche dopo centinaia di cicli di accoppiamento, garantendo prestazioni affidabili durante la manutenzione frequente delle apparecchiature.

Il meccanismo push-pull è versatile, con cappellotti disponibili sia in plastica che in plastica metallizzata. Sono disponibili con gusci di dimensioni 1, 2 e 3 per adattarsi ai connettori standard a 9, 15 e 25 posizioni. I cappellotti supportano cavi di diametro fino a 14 mm e sono disponibili con uno, due o tre punti di entrata per soddisfare i diversi orientamenti dei cavi.

Le opzioni per i bulloni di bloccaggio sono altrettanto flessibili. Sono disponibili versioni con filettatura 4-40 UNC e M3, soluzioni per il montaggio anteriore e posteriore per adattarsi ai più comuni stili dei pannelli.

Caratteristiche principali dei cappellotti push-pull D-Sub

Il cappellotto 09670090200 (Figura 2) illustra le caratteristiche standard di un meccanismo push-pull in plastica. Questo cappellotto di dimensioni E supporta connettori a 9 posizioni e comprende due entrate per i cavi, una in alto e una ad angolo di 45° sul lato. È fornita una piastra cieca per sigillare l'entrata inutilizzata.

Figura 2: 09670090200 è un tipico cappellotto push-pull D-Sub in plastica, fornito con una piastra cieca per chiudere il passaggio cavi inutilizzato. (Immagine per gentile concessione di HARTING)

È incluso anche un serracavo interno con viti, che garantisce il fissaggio sicuro di cavi fino a 7,5 mm di diametro. Ancorando il cavo all'interno del cappellotto, il serracavo riduce le sollecitazioni meccaniche sulle giunzioni a saldare e sui contatti a crimpare, favorendo l'affidabilità a lungo termine.

Il corpo del cappellotto è in un materiale termoplastico resistente che offre un involucro robusto, testato per le vibrazioni e gli urti secondo la norma IEC 61373, categoria 1, classe B. Il materiale soddisfa la classificazione UL 94 V-0 per l'infiammabilità e resiste a temperature comprese tra -55 °C e +125 °C.

Il cappellotto è classificato IP30 per la protezione di base contro il contatto accidentale e i detriti. In linea con gli standard D-Sub, il meccanismo di bloccaggio è specificato per un minimo di 500 cicli di accoppiamento.

Queste caratteristiche rendono il cappellotto 09670090200 adatto alle interfacce a 9 posizioni più diffuse. I casi d'uso tipici includono le porte seriali RS-232 e le connessioni dei segnali di controllo, dove le dimensioni compatte e il funzionamento affidabile sono essenziali.

Opzioni per EMC e scarico della trazione dei cavi

I cappellotto push-pull D-Sub sono disponibili in diverse opzioni oltre alla configurazione di base, tra cui soluzioni per ambienti con presenza di rumore elettrico e configurazioni che richiedono un migliore scarico della trazione dei cavi. Un esempio è il modello 09670250210 (Figura 3), metallizzato per migliorare la compatibilità elettromagnetica. Queste versioni schermate sono utili in applicazioni come l'automazione di fabbrica con grandi motori, le configurazioni di test RF o le apparecchiature di segnalazione ferroviaria.

Figura 3: 09670250210 è un cappellotto push-pull D-Sub metallizzato progettato per l'uso in ambienti con presenza di rumore elettrico, fornito con due piastre cieche metallizzate. (Immagine per gentile concessione di HARTING)

Questo cappellotto di dimensione B supporta connettori a 25 posizioni e comprende tre entrate per cavi e due piastre cieche metallizzate. Come i modelli in plastica, incorpora un serracavo interno per il fissaggio sicuro del cavo.

L'alloggiamento metallizzato ha la medesima robustezza meccanica dei cappellotti termoplastici standard, compresa la resistenza alle vibrazioni e agli urti ai sensi IEC 61373. Tuttavia, l'intervallo di funzionamento è più ristretto, da -20 °C a +90 °C, e la classe di infiammabilità è UL 94 HB.

Per le applicazioni che richiedono più spazio nell'alloggiamento o lo scarico della trazione esterno, i progettisti possono utilizzare un serracavo esterno InduCom. Il modello 61030000141 (Figura 4) è un'opzione rappresentativa. È compatibile con il cappellotto metallizzato 09670250210 e può accettare fili di diametro compreso tra 5 e 7 mm, da 9 a 37 fili.

Figura 4: Il serracavo 61030000141 può fornire lo scarico della trazione esterno per i cappellotti push-pull. (Immagine per gentile concessione di HARTING)

Le dimensioni dei serracavi arrivano a 14 mm, offrendo tutta la flessibilità necessaria per vari fasci di cavi. Spostando il serracavo all'esterno del cappellotto, questi accessori liberano anche spazio interno per il cablaggio, utile quando si lavora con più entrate di cavi o con cavi schermati.

Opzioni di bullone di bloccaggio push-pull D-Sub

Un vantaggio fondamentale del meccanismo push-pull D-Sub è la sua capacità di adattarsi alle installazioni esistenti. Ad esempio, il bullone di bloccaggio 97000002050 (Figura 5, in alto) è un bullone filettato 4-40 UNC avvitabile nei perni a martinetto di un connettore esistente mediante un normale avvitatore a testa piatta. Il bullone è dotato di una flangia che ne garantisce l'inserimento alla profondità corretta. Una volta installati i bulloni, il cappellotto push-pull appropriato (Figura 5, in basso) può essere collegato al connettore D-Sub legacy.

Figura 5: Il bullone di bloccaggio 97000002050 può essere avvitato nei perni a martinetto esistenti (in alto) per la riqualificazione; il cappellotto push-pull può quindi essere fissato (in basso). (Immagine per gentile concessione di HARTING, modificata da Kenton Williston)

HARTING offre anche una varietà di bulloni di bloccaggio per le nuove installazioni, comprese soluzioni per il montaggio anteriore e posteriore. Il modello 97000002053 (Figura 6) è un tipico esempio destinato al montaggio posteriore. Questo gruppo filettato M3 può adattarsi a pannelli di spessore compreso tra 0,8 e 1,3 mm e comprende un bullone con un perno di bloccaggio, rondelle e un dado integrati.

Figura 6: 97000002053 è un gruppo di bulloni di bloccaggio per applicazioni per il montaggio posteriore. (Immagine per gentile concessione di HARTING)

Un altro esempio è il modello 97000002039 (Figura 7). Simile a 97000002053, questo bullone ha una filettatura M3 ed è destinato a pannelli di spessore compreso tra 0,8 e 1,3 mm, ma a differenza del precedente, questo modello è destinato ad applicazioni a montaggio frontale.

Figura 7: Il bullone di bloccaggio 97000002039 è progettato per applicazioni a montaggio frontale ed è compatibile con il sistema di codifica HARTING. (Immagine per gentile concessione di HARTING)

Una caratteristica degna di nota del bullone 97000002039 è la sua compatibilità con il sistema di codifica HARTING che aggiunge al connettore assemblato inserti in plastica con chiavetta per garantire l'accoppiamento solo con i connettori corrispondenti. I perni a martinetto associati a questo sistema hanno una sezione trasversale circolare anziché il tradizionale schema esagonale; anche i bulloni di bloccaggio adottano la stessa forma circolare per la compatibilità.

Insieme, queste opzioni di imbullonamento consentono di utilizzare lo stesso stile di cappellotto push-pull D-Sub sia in installazioni di riqualificazione sia in nuove installazioni in un'ampia gamma di configurazioni di pannelli. Questo è il vantaggio principale del meccanismo push-pull: come il tradizionale connettore D-Sub, è estremamente adattabile per soddisfare le esigenze di molte applicazioni.

Conclusione

I connettori D-Sub continuano a svolgere un ruolo importante nei sistemi industriali, ma le loro tradizionali connessioni a vite possono rallentare l'installazione e la manutenzione. Il meccanismo push-pull D-Sub di HARTING consente ai progettisti di mantenere i vantaggi comprovati di questi connettori senza lo svantaggio di un accoppiamento e uno smontaggio lenti. Grazie a un'ampia gamma di opzioni e alla facilità di riqualificazione, il meccanismo può essere impiegato in numerose applicazioni nuove ed esistenti.