Новые соединители компании Fischer Connectors для защищенных изделий и кабельные сборки на их основе

Широкую номенклатуру соединителей для защищенных устройств, отвечающих самым жестким эксплуатационным требованиям, предлагает компания Fischer Connectors (Швейцария). В настоящее время в производственной программе компании насчитывается более 30 тыс. моделей соединителей, основные серии которых были ранее представлены на страницах журнала «Компоненты и технологии» [1, 2, 3, 4, 5]. На протяжении 2020 года инженеры компании Fischer Connectors предлагали создателям защищенной аппаратуры ряд новинок, существенно отличающихся от ранее представленных образцов [6].

Рис. 1. Кабельная вилка серии UltiMate 80:
1 — хвостовик;
2 — корпус;
3 — контакты

В серии UltiMate появились миниатюрные кабельные вилки нового типа 80 (размер 08) (рис. 1), целью создания которых явилось уменьшение их массы при сохранении высокой надежности и защищенности от внешних воздействующих факторов. Основные характеристики соединителей UltiMate 80 приведены в таблице 1.

Эти соединители, оснащенные защелкой Push-Pull, обеспечивают передачу электропитания и высокоскоростных сигналов в самых суровых условиях. Они миниатюрны, прочны и легки за счет нового алюминиевого корпуса, просто конфигурируемы, полностью экранированы, герметичны, надежно защищены от неправильной коммутации за счет механического кодирования (с помощью трех ключей типа «паз-выступ»), аналогичного тому, что реализовано в ранее выпущенных соединителях серии UltiMate. Помимо алюминиевого корпуса с черным антибликовым (матовым) покрытием, соединители обладают эластичным хвостовиком из термопластичного эластомера (TPE), обеспечивающим сохранение целостности соединителя при не менее чем 5000 изгибов на 90° (рис. 2), а также контактами из латуни с покрытием золотом (толщина слоя составляет около 1 мкм, по стандарту MIL-DTL-45204D Type 1). Новые вилки полностью совместимы с выпускающимися кабельными и блочными соединителями серии UltiMate размера 08 со стальным корпусом, но по сравнению с ними характеризуются существенно меньшей массой, что особенно важно для портативной и носимой аппаратуры.

Рис. 2. Гибкий хвостовик соединителя защищает кабель от повреждения при изгибах

Значительно расширилась серия низкопрофильных соединителей Fischer LP360 для носимой и портативной аппаратуры, входящих в серию Freedom и реализующих концепцию LPWC — Low Profile Wearable Connector (рис. 3). Теперь серия содержит вилки и розетки двух размеров (размер 08 с четырьмя контактами и размер 14 с семью контактами) с металлическими и пластиковыми корпусами для монтажа на кабель и на блочные панели (табл. 2). Цель разработки соединителей семейства Freedom — облегчить коммутации и повысить удобство использования аппаратуры благодаря прорывным запатентованным решениям в области сопряжения (360-градусная свобода сопряжения, отсутствие ключевого кода), блокировки (герметичный немагнитный быстроразъемный запирающий механизм), материалов (герметизация мембранных контактов со степенью защиты IP68). Использование в качестве контактов розетки концентрических плоских колец вместо гнезд, накапливающих загрязнения, и миниатюрных, изолированных, подпружиненных мембран, расположенных на определенных расстояниях от оси вилки, вместо штырей, которые могут быть сломаны, обеспечивает уникальные характеристики соединителей по легкости соединения и очистке коммутирующих элементов.

Таблица 2. Варианты соединителей Fischer LP360

Кабельные вилки FLP01		Блочная вилка FLP03	Кабельная розетка FLR50	Блочные розетки FLR01
Размер 14 (металл)	Размер 08 (пластик)	Размеры 08,14 (металл)	Размеры 08,14 (металл)	Размеры 08,14 (металл)	Размер 08 (пластик)

Анализ запросов потребителей, проведенный специалистами компании Fischer Connectors, показал, что соединители Fischer LP360 полностью соответствуют требованиям, предъявляемым к коммутационным изделиям военного, промышленного, медицинского назначения, IoT (Internet of Things, Интернет вещей) и т. д. Для подтверждения этого соединители Fischer LP360 успешно прошли строгие и тщательные испытания в соответствии с международными промышленными и военными стандартами, такими как IEC, EIA, MIL-STD-202 и MIL-STD-810.

Рис. 3. Сравнение габаритных размеров низкопрофильного соединителя и обычно используемого соединителя

Конструктивные особенности соединителей Fischer LP360 обеспечивают широкую интеграцию их в структуру профессиональной экипировки специалистов, реализуя инновационную концепцию интеллектуальной платформы экипировки Eleksen, разрабатываемой компанией Fischer Connectors в партнерстве с фирмой WearableTechnologies Ltd [5, 6]. С использованием соединителей серии Freedom в рамках данной концепции разработчики создали интеллектуальный жилет, являющийся концентратором для нескольких переносных и носимых устройств, подключенных к общей шине данных и электропитания. В результате благодаря соединителям FischerLP360 повышается удобство эксплуатации оборудования, уменьшаются его массогабаритные показатели, упрощается настройка.

Для облегчения размещения соединителей на поверхности жилета компания Fischer Connectors предлагает соответствующие наборы конструктивных деталей (рис. 4).

Рис. 4. Комплект деталей для размещения соединителя на одежде

Следует отметить, что надежность, эргономичность, защищенность от внешних воздействий, массогабаритные показатели портативной и носимой аппаратуры, и, в частности, соединительных жгутов, проводов и кабелей, являются системными характеристиками, при анализе которых необходимо учитывать все элементы и детали, составляющие кабельные изделия.

Например, функциональные характеристики соединителей компании Fischer Connectors достигаются высокой точностью их изготовления, а также плотностью упаковки контактов. Из-за этого при создании кабельных изделий на основе подобных соединителей могут возникать сложности по распайке жил соединительного кабеля. Отвечая на запросы потребителей, компания Fischer Connectors совместно с авторизованными партнерами внедрила контрактное производство кабельных сборок на основе собственных соединителей по техническим требованиям конкретного заказчика (табл. 3).

К преимуществам кабельных сборок, изготовленных на контрактном производстве, относятся:

• снижение затрат потребителя на монтаж (основное преимущество для работы на удаленных объектах);
• высокое качество серийного монтажа (в том числе недоступные в условиях объекта методы контроля, гарантирующие долговременную надежность изделия);
• экономия на монтажной оснастке и комплектующих (по сравнению с выполнением монтажа на объекте);
• оперативность изготовления, так как у авторизованных партнеров Fischer Connectors имеются на складе все самые востребованные номенклатурные позиции.

Полный цикл работ по серийному производству кабельных сборок на основе миниатюрных соединителей и контактных групп компании Fischer Connectors — одно из главных направлений деятельности АО «ИнтраСофт», официального дистрибьютора всей линейки продукции Fischer Connectors.

Изготовление кабельных сборок выполняется высококвалифицированным персоналом, прошедшим обучение на заводе компании Fischer Connectors в Германии, на современном автоматизированном специализированном оборудовании по нормативно-технологической документации компании Fischer Connectors(рис. 5).

Рис. 5. Процесс герметизации кабельных сборок на производстве АО «ИнтраСофт»

При изготовлении кабельных сборок возможно использование как стандартных, так и заказных кабелей, в том числе оптоволоконных (рис. 6). Кабель для кабельных сборок нарезается на автоматизированной установке мерной резки с точностью до 1 мм, заделка кабеля в соединители осуществляется литьем полимерного материала под давлением (способом Overmolding) [7]. Благодаря отработанной технологии обеспечивается надежная герметизация кабельных соединителей без воздушных включений, полостей и областей неоднородной полимеризации. Основной материал для хвостовика соединителей — термопластичный полиуретан Estane 58887 NAT038, каталог Lubrizol. Пайка кабеля к контактам соединителя выполняется припоем LF 217. Перед заливкой полимерным материалом монтажное пространство соединителя заполняется герметиком UHU Plus Endfest 300 (арт. UH45735). В соответствии с требованиями заказчика вместо заливки полимерным материалом возможно выполнение герметизации с помощью термоусаживаемого защитного колпачка.

Рис. 6. Примеры кабельных сборок, изготавливаемых АО «ИнтраСофт»

Данные, полученные АО «ИнтраСофт» по результатам эксплуатации кабельных сборок потребителями, свидетельствуют о максимально возможной герметизации кабельного соединителя, которая предохранит изделие от внешних воздействий среды (влаги, грязи и др.) и тяжелых эксплуатационных условий (перегрузок, вибрации, механических воздействий).

Наиболее сложными для монтажа являются миниатюрные соединители серии MiniMax, предназначенные для высокоскоростной передачи данных по интерфейсам USB 3.0, HDMI, 10 Gigabit Ethernet и др. при скорости передачи информации до 10 Гбит/с [3] (рис. 7).

Рис. 7. Пример кабельной сборки с соединителем MiniMax

Благодаря оригинальным конструктивным решениям кабельные сборки, в составе которых есть соединители серии MiniMax, позволяют сэкономить до 45% на монтажных объемах и сократить массу изделий (в части соединителей) на 75% по сравнению с использованием ближайших функциональных аналогов с тем же количеством контактов [3]. Соединители MiniMax могут иметь 4–24 контактов, выпускаются размером 08 или 06(розетка диаметром 10 или 12 мм). В них реализованы три механизма соединения: двухтактная защелка типа Push-Pull, резьбовое соединение типа Screw-Locking и быстроразъемное соединение типа Quick-Release. Соединители герметичны (степень защиты IP68, проверяется путем погружения соединителя на глубину 2 м в течение 24 ч), имеют надежную конструкцию, противодействующую осевому вращению с моментом больше чем 4 Н·м и натяжению с силой до 40 кг. Устойчивость к коррозии — не менее 1000 ч при воздействии агрессивных атмосферных условий, диапазон рабочих температур –40…+85 °C. Благодаря тщательной конструкторской проработке соединителей производителем гарантируется не менее 5000 циклов соединения без ухудшения электрических параметров.

В связи со сложностью монтажа миниатюрных кабельных вилок MiniMax, приводящей к большому проценту брака у потребителей при изготовлении кабельных сборок своими силами, компания Fischer Connectorsпредлагает использовать готовые кабельные сборки, изготавливаемые авторизованными партнерами на автоматизированном прецизионном оборудовании. Многие потребители, в том числе российские, убедились, что применение готовых кабельных сборок, изготовленных в промышленных условиях, целесообразнее как по совокупной стоимости работ, так и по скорости, качеству и надежности.