Un guide pour choisir des connecteurs cylindriques pour des applications

Un guide pour choisir des connecteurs cylindriques pour des applications d'automatisation et de contrôle

Le terme connecteur cylindrique désigne tout connecteur électrique multibroches avec une surface d'accouplement cylindrique et un boîtier de contact cylindrique. Utilisés pour l'interfaçage câble-panneau et câble-câble, les connecteurs cylindriques sont un choix courant pour l'automatisation industrielle et les applications de contrôle car ils sont faciles à connecter et à déconnecter, peuvent fonctionner de façon fiable dans les environnements difficiles et offrent une large gamme de courants et de tensions nominaux. Un grand nombre de configurations de connecteurs existent, c'est pourquoi il n’est pas toujours simple de choisir le connecteur le plus approprié pour une application particulière. Cet article aborde les principaux critères de sélection.

 

Composants d'un connecteur

Un avantage significatif des connecteurs cylindriques est qu'un type d'enveloppe extérieure peut s'adapter à de nombreuses configurations de broche différentes, y compris les contacts de signal, coaxiaux et de puissance. Plutôt que de garder un stock étendu et coûteux de connecteurs préassemblés, les concepteurs peuvent réaliser des connecteurs personnalisés à partir d'un stock de composants utilisés fréquemment, dont :

• Contacts individuels: mâle et femelle, avec des tailles, des matériaux de plaquage, des intensités et tensions nominaux ainsi que des méthodes de terminaison (sertissage, soudure, câble à wrapper p. ex.) différents pour différentes tailles de câble.
• Adaptateurs: corps de connecteur de fiche ou de prise dans des matériaux, tailles et orientations variés (droit, à angle droit, etc.), qui s'adaptent aux contacts et fournissent la surface d'accouplement.
• Les inserts qui séparent et isolent les contacts individuels à l'intérieur du corps du connecteur.
• Les coques arrière pour apporter un blindage, un serre-câble et une protection environnementale pour l'interface câble-connecteur.
• Différents joints, bagues d'étanchéité et brides pour une protection mécanique et environnementale.

 

Spécifier un connecteur cylindrique

Lors du choix d'un connecteur cylindrique pour une application particulière, il y a un large éventail de variables à prendre en compte. Parmi les premières, on compte le nombre de contacts, qui peut aller jusqu'à 128, ainsi que le type et la taille du câble auquel ils seront attachés. Des intensités nominales jusqu'à 80 A et des tensions nominales jusqu'à 1 500 V sont disponibles.

L'environnement opérationnel devrait être pris en compte assez tôt. La résistance environnementale est habituellement précisée à l'aide d'un code IP (protection interne ou indice de protection), où le premier chiffre (de 1 à 6) représente la protection contre les particules solides et le second (de 0 à 7) représente la protection contre l'eau. Par exemple, IP67 et IP65 protègent tous les deux contre la poussière, mais le premier résiste à une immersion temporaire dans l'eau, alors que le deuxième résiste seulement au jet d'eau (jet d'eau venant de toutes les directions).

Il est nécessaire d'évaluer l'espace disponible pour le connecteur, en gardant en tête le degré de protection environnementale exigé. Une large gamme de tailles de coque existe, dont les normes CEI M8, M12, M23 et M40, et d'autres allant jusqu'à 68 mm. La taille du connecteur est souvent spécifiée dans les normes CEI M8, M12, ou une gamme de groupes de taille dont standard, miniature et micro. Le choix de l'orientation du corps est une autre possibilité qui permet d'ajuster un connecteur à une place donnée.

Les configurations de montage de connecteurs incluent le montage sur panneau, sur câble et sur bride, la suspension libre et la perforation. Pour une connectivité solide, une variété de configurations de fermeture, pince, clé et fil peuvent être spécifiées. Des options de serre-câble sont également disponibles.

La base de données connecteur cylindrique industriel/automatisation de RS Components aide à rendre le processus de sélection plus facile en vous permettant de chercher dans les paramètres ci-dessus et bien d’autres.

 

Formats de couplage

Les deux côtés d'une interface de connecteur électrique sont habituellement spécifiés par le genre, mais il peut s’avérer difficile de savoir réellement ce que « mâle » ou « femelle » signifie. Généralement, les connecteurs mâles et femelles sont, respectivement, ceux avec des broches et des socles, et peuvent aussi être associés à des fiches et des prises. Toutefois, le terme « fiche » est aussi souvent utilisé pour un connecteur « libre » ou mobile monté sur câble, et son homologue fixe monté sur panneau est appelé « prise ». Pour les connecteurs électriques multi-contact, les contacts mâles ont tendance à être les composants les plus fragiles, et sont ainsi souvent encastrés à l'intérieur du connecteur monté sur panneau pour leur protection. Toutefois, le renfoncement ressemble à une prise à l'intérieur de laquelle la fiche montée sur câble est insérée, de façon à ce qu'on puisse faire référence au connecteur avec des contacts mâles comme à un connecteur femelle et vice versa.

Les vendeurs de connecteurs gèrent ce problème de définition de différentes manières. Un des fabricants leaders, TE Connectivity (anciennement Tyco Electronics), classe ses connecteurs cylindriques dans deux catégories : le « genre standard » — connecteurs mâles qui ont des contacts femelles et vice versa — et les « connecteurs inversés » — où les connecteurs mâles ont des contacts mâles. Cela vaut toujours la peine de noter le genre non seulement du corps du connecteur mais aussi celui des contacts auxquels il va s'ajuster.

 

Séries CPC pour applications industrielles

La gamme qui est largement utilisée pour les applications industrielles et de contrôle — notamment l’équipement de production, l’instrumentation, l’interfaçage homme-machine, le mouvement et les lecteurs, la robotique et l’alimentation électrique — est la gamme AMP CPC (connecteur cylindrique en plastique) de TE Connectivity. Ce sont des connecteurs modulaires avec des contacts amovibles et un anneau de couplage remplaçable pour une réparation plus facile sur le terrain (voir Figure 1 ci-dessous).

Figure 1 : La gamme de connecteurs cylindriques en plastique AMP de TE Connectivity

Le corps du connecteur est fait de thermoplastique résistant à la chaleur et auto-extinguible, tandis que la coque peut être soit en plastique soit en métal. Les CPC se connectent et se déconnectent rapidement, à l'aide d'un fil, et possèdent une protection de broche et de prise intégrée.

La Série CPC 1 désigne des CPC de « densité standard » supportant des combinaisons de signal multiples et des contacts coaxiaux de 4 à 37 positions. Étanches selon la norme IP67, ils peuvent supporter une intensité maximale de 13 A lorsqu'ils sont sertis en utilisant des contacts Multimate III Taille 16. Les contacts soudés et postés existent pour les applications PCB.

La Série CPC 2 est une gamme de connecteurs à haute densité s'adaptant à des contacts de Taille 20 usinés avec précision ou décolletés jusqu'à 63 positions, à une intensité maximale de 7,5 A. Les connecteurs d'alimentation CPC Série 3 peuvent supporter jusqu'à 25 A par contact standard de Type XII, ou 60 A par contact décolleté haute intensité ; des configurations 3 broches et 7 broches sont disponibles. Les CPC Série 4 acceptent aussi bien les contacts standard Taille 16 Multimate que les contacts d'alimentation de Type XII, avec 13, 16 ou 22 positions disponibles. Les CPC Série 5 et 6 se composent respectivement de connecteurs d'alimentation et de connecteurs à combinaison alimentation et signal, tous étanches à l’environnement soit selon les spécifications IP65 soit IP67.

Les CPC Série 1 à 4 de certaines tailles sont disponibles dans des versions avec coque en métal (connues également sous le nom de CMC) et sont composés d'un insert thermoplastique dans une coque en alliage zinc nickelé. Un joint d'interface optionnel apporte une protection contre les projections entre les coques en métal des deux côtés de l'interface.