Mettre facilement à niveau les connecteurs D-sub grâce à un mécanisme push-pull sans outil

Depuis des décennies, les connecteurs D-subminiatures (D-sub) servent d'interface standard aux applications industrielles. Cependant, les connecteurs D-sub traditionnels nécessitent des connexions à vis fastidieuses, ce qui ralentit considérablement l'installation et la maintenance. Ceci est particulièrement problématique dans les applications nécessitant des changements de connexion fréquents, comme les équipements de test, les chaînes de production et les panneaux de commande. Les concepteurs ont besoin d'une solution qui préserve la fiabilité et la compatibilité étendue des interfaces D-sub, tout en réduisant le temps de connexion et en garantissant la compatibilité électromagnétique (CEM).

Cet article explique brièvement pourquoi le connecteur D-sub reste pertinent dans un monde où les options de connecteurs modernes sont légion. Il présente ensuite un mécanisme de connexion D-sub de HARTING et montre comment il transforme l'architecture D-sub traditionnelle en un processus de connexion sans outil par simple clic, réduisant ainsi le temps de raccordement/débranchement tout en maintenant la compatibilité et la fiabilité.

Pourquoi les connecteurs D-sub ont encore leur importance

Les connecteurs D-sub sont pratiquement omniprésents dans les domaines de l'automatisation et du contrôle, de la robotique et des machines-outils. On les retrouve également dans l'ensemble des infrastructures de transport, des équipements de test et des communications, notamment les chemins de fer, les outils à semi-conducteurs et les réseaux de contrôle.

Il ne s'agit pas seulement d'une question d'infrastructures existantes. Le connecteur D-sub reste intéressant en raison de la grande variété d'options disponibles auprès de nombreux fournisseurs. En plus des connecteurs de signal standard, les concepteurs peuvent accéder à des configurations mixtes qui combinent signal, alimentation et transmission coaxiale dans un seul logement, ce qui en fait un choix incontournable pour de nombreuses conceptions. Ces connecteurs bénéficient également de plusieurs décennies de normalisation et de tests de conformité, ce qui renforce la confiance dans les secteurs réglementés tels que les transports et le rail.

Malgré ces avantages, les connecteurs D-sub ne sont pas aussi simples à déployer et à entretenir que les alternatives modernes de type push-pull. Cependant, leur remplacement pur et simple est rarement envisageable, car cette technologie est profondément ancrée dans les infrastructures existantes. L'introduction de nouveaux connecteurs parallèlement à l'infrastructure D-sub existante pose également problème, car elle complique la gestion des stocks, du matériel et de la formation.

Mise à niveau des connecteurs D-sub avec de véritables fonctionnalités push-pull

Le mécanisme push-pull D-sub de HARTING (Figure 1) offre une solution convaincante à ce dilemme. Au cœur du mécanisme se trouve un capot push-pull qui remplace le traditionnel capot D-sub. Ce capot se fixe à l'aide de boulons de verrouillage qui peuvent être installés dans les montants de fixation existants.

Figure 1 : Le mécanisme de verrouillage push-pull D-sub comprend un capot push-pull (1) qui entoure le capot arrière et des boulons de verrouillage (2) pouvant être installés a posteriori sur des montants de fixation existants (3). (Source de l’image : HARTING, modifiée par Kenton Williston)

En remplaçant les vis de fixation par un mécanisme de verrouillage à clic audible, les concepteurs bénéficient de la commodité des connecteurs modernes tout en conservant la compatibilité avec la technologie D-sub, vieille de plusieurs décennies. Point essentiel, ce dispositif peut être installé a posteriori sur des installations existantes sans aucune modification de l'équipement ; seul le câblage doit être modernisé.

La fixation et le dégagement s'effectuent de manière simple. Pour le raccordement, le capot est enfoncé directement dans les boulons situés côté dispositif jusqu'à ce qu'il se verrouille avec un clic audible et tactile clairement perceptible, confirmant ainsi une fixation sécurisée. Pour procéder au débranchement, l'utilisateur tire simplement sur le couvercle du capot, ce qui désengage le mécanisme de verrouillage et libère le connecteur en un seul mouvement fluide. La force de verrouillage est constante et reproductible, même après des centaines de cycles de raccordement, garantissant ainsi des performances fiables lors des opérations d'entretien fréquentes des équipements.

Le mécanisme push-pull est polyvalent, les capots étant disponibles en versions plastique et plastique métallisé. Ces capots sont disponibles en tailles 1, 2 et 3 pour s'adapter aux connecteurs standard à 9, 15 et 25 positions. Les capots prennent en charge des diamètres de câble allant jusqu'à 14 millimètres (mm) et sont dotés d'une à trois entrées pour convenir à différentes orientations de câbles.

Les options de boulons de verrouillage sont tout aussi flexibles. Des versions sont disponibles pour les filetages 4-40 UNC et M3, avec des solutions de montage à l'avant et à l'arrière pour s'adapter aux conceptions de panneaux courantes.

Fonctionnalités clés des capots push-pull D-sub

Le capot 09670090200 (Figure 2) illustre les fonctionnalités standard d'une conception push-pull en plastique. Ce capot de taille E prend en charge les connecteurs à 9 positions et comprend deux entrées de câble, l'une en haut et l'autre à un angle de 45° sur le côté. Une plaque d'obturation est prévue pour masquer l'entrée inutilisée.

Figure 2 : Le modèle 09670090200 est un capot push-pull D-sub en plastique standard. Il est fourni avec une plaque d’obturation pour masquer l’entrée de câble inutilisée. (Source de l’image : HARTING)

Un serre-câble interne avec vis est également fourni, garantissant un maintien sûr des câbles jusqu'à 7,5 mm de diamètre. En fixant le câble à l'intérieur du capot, le serre-câble réduit les contraintes mécaniques sur les joints de soudure et les contacts sertis, assurant ainsi une fiabilité à long terme.

Le corps du capot est fabriqué à partir d'un thermoplastique durable, offrant un boîtier robuste, testé pour sa résistance aux chocs et aux vibrations selon la norme CEI 61373, catégorie 1, classe B. Le matériau est conforme à la norme UL 94 V-0 en matière d'inflammabilité et résiste à des températures comprises entre -55°C et +125°C.

Le capot est classé IP30 pour une protection de base contre les contacts accidentels et les projections. Conformément aux normes D-sub, le mécanisme de verrouillage est spécifié pour 500 cycles de raccordement ou plus.

Ces caractéristiques font du capot 09670090200 un produit parfaitement adapté aux interfaces à 9 positions largement utilisées. Les cas d'utilisation courants incluent les ports série RS-232 et les connexions de signaux de contrôle, où la compacité et la fiabilité du fonctionnement sont essentielles.

Options pour la compatibilité électromagnétique et la réduction de tension des câbles

Les capots push-pull D-sub sont disponibles avec diverses options au-delà de la configuration de base, notamment des solutions pour les environnements électriquement bruyants et les installations nécessitant une meilleure réduction de la tension des câbles. C'est le cas, par exemple, du modèle 09670250210 (Figure 3), qui est métallisé pour améliorer la compatibilité électromagnétique. Ces versions blindées sont particulièrement utiles dans des applications telles que l'automatisation des usines avec des moteurs de grande puissance, les bancs d'essai RF ou les équipements de signalisation ferroviaire.

Figure 3 : Le modèle 09670250210 est un capot métallisé push-pull D-sub, conçu pour les environnements électriquement bruyants. Il est fourni avec deux plaques d’obturation métallisées. (Source de l’image : HARTING)

Ce capot de taille B prend en charge les connecteurs à 25 positions et comprend trois entrées de câble et deux plaques d'obturation métallisées. Tout comme les modèles en plastique, il intègre un serre-câble interne pour un maintien sûr du câble.

Le logement métallisé offre la même robustesse mécanique que les capots thermoplastiques standard, y compris une résistance aux chocs et aux vibrations conformément à la norme CEI 61373. Cependant, sa plage de fonctionnement est plus restreinte, comprise entre -20°C et +90°C, et son indice d'inflammabilité correspond à UL 94 HB.

Pour les applications nécessitant plus d'espace dans le logement ou un dispositif externe de réduction de la tension, les concepteurs peuvent utiliser un serre-câble externe InduCom. Le 61030000141 (Figure 4) constitue un exemple représentatif de cette catégorie de produits. Il est compatible avec le capot métallisé 09670250210 et peut accueillir des fils d'un diamètre allant de 5 mm à 7 mm, soit 9 à 37 fils.

Figure 4 : Le serre-câble 61030000141 peut fournir un dispositif externe de réduction de la tension des câbles pour les capots push-pull. (Source de l’image : HARTING)

La taille des serre-câbles peut atteindre 14 mm, offrant une grande flexibilité pour différents faisceaux de câbles. En déplaçant le dispositif de réduction de la tension des câbles à l'extérieur du capot, ces accessoires libèrent également de l'espace interne pour le câblage, ce qui peut s'avérer utile lors de l'utilisation de plusieurs entrées de câbles ou de câbles blindés.

Options de boulons de verrouillage push-pull D-sub

L'un des principaux avantages du mécanisme push-pull D-sub réside dans sa capacité à être installé a posteriori dans des installations existantes. Par exemple, le boulon de verrouillage 97000002050 (Figure 5, en haut) est un boulon fileté 4-40 UNC qui peut être vissé dans les montants de fixation d'un connecteur existant à l'aide d'un tournevis plat standard. Le boulon est muni d'une bride pour garantir son insertion à la profondeur adéquate. Une fois les boulons installés, le capot push-pull approprié (Figure 5, en bas) peut être fixé au connecteur D-sub existant.

Figure 5 : Le boulon de verrouillage 97000002050 peut être vissé dans les montants de fixation existants (en haut) à des fins de modernisation ; le capot push-pull peut ensuite être fixé (en bas). (Source de l’image : HARTING, modifiée par Kenton Williston)

HARTING propose également une variété de boulons de verrouillage pour les installations entièrement nouvelles, y compris des solutions pour le montage à l'avant et à l'arrière. Le 97000002053 (Figure 6) est un exemple typique conçu pour les applications à montage arrière. Cet ensemble fileté M3 peut convenir à des panneaux d'une épaisseur comprise entre 0,8 et 1,3 mm, et comprend un boulon avec une tige de verrouillage intégrée, des rondelles et un écrou.

Figure 6 : Le 97000002053 est un ensemble de boulons de verrouillage pour les applications à montage arrière. (Source de l’image : HARTING)

Le modèle 97000002039 (Figure 7) constitue un autre exemple. Tout comme le modèle 97000002053, ce boulon possède un filetage M3 et est conçu pour des panneaux d'une épaisseur comprise entre 0,8 et 1,3 mm. Cependant, ce modèle est destiné à des applications à montage à l'avant.

Figure 7 : Le boulon de verrouillage 97000002039 est conçu pour les applications à montage à l'avant et est compatible avec le système de codage de HARTING. (Source de l’image : HARTING)

Une fonctionnalité notable du 97000002039 réside dans sa compatibilité avec le système de codage de HARTING. Ce système ajoute des inserts en plastique à détrompage à l'ensemble du connecteur afin de garantir que seuls les connecteurs compatibles puissent être raccordés. Les montants de fixation associés à ce système présentent une section transversale circulaire plutôt que le motif hexagonal traditionnel, et les boulons de verrouillage adoptent également la même forme circulaire pour des raisons de compatibilité.

Ensemble, ces options de boulons permettent d'utiliser la même conception de capot push-pull D-sub dans les installations existantes et nouvelles, pour une grande variété de configurations de panneaux. C’est là le principal avantage du mécanisme push-pull : tout comme le connecteur D-sub traditionnel, il s'adapte très facilement aux besoins de nombreuses applications.

Conclusion

Les connecteurs D-sub continuent de jouer un rôle important dans les systèmes industriels, mais leurs connexions à vis traditionnelles peuvent ralentir l'installation et la maintenance. Le mécanisme push-pull D-sub de HARTING permet aux concepteurs de conserver les avantages éprouvés de ces connecteurs sans l'inconvénient lié à la lenteur du raccordement et du débranchement. Grâce à un large éventail d'options et à sa facilité de mise à niveau, ce mécanisme peut être déployé dans une grande variété d'applications nouvelles et existantes.