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Härtetests für Steckverbindungen von Pepperl+Fuchs

erstellt am: 16.12.2019 | von: | Kategorie(n): Connectivity

Das Mobile-Equipment-Connectivity-Portfolio von Pepperl+Fuchs wurde für die härtesten Umgebungsbedingungen auf der ganzen Welt konzipiert. In vielen Anwendungen spielen extreme Temperaturen, starke Verunreinigungen, aggressive Stoffe oder mechanische Belastungen eine große Rolle. Entsprechend robust und widerstandfähig müssen Steckverbindungen sein und werden über die geforderten Normen hinaus auf ihre Beständigkeit getestet. Aber wie kann Pepperl+Fuchs die versprochene Qualität seiner Produkte einhalten? In diesem Blogbeitrag erklären wir, welche Tests unser Mobile Equipment Connectivity Produkt in unserem hauseigenen Prüflabor durchlaufen muss, um den hohen Qualitätsansprüchen zu genügen …

Welche Tests werden durchgeführt?

Grundsätzlich müssen verschiedene Testkategorien durchlaufen werden, bevor ein Produkt für den Einsatz im Bereich Mobile Equipment für den Markt zugelassen wird. Hierzu zählen Tests zur Temperaturbeständigkeit, mechanischen Belastung sowie der Beständigkeit gegen chemische Stoffe.

Temperaturbeständigkeit

Feuchte_Vereisung_von_Kabeln
Bei der feuchten Vereisung wird der Prüfling Temperaturen zwischen -10° und +25°/+65 °C ausgesetzt
  • Lagerung: Während der Lagerung werden die Prüfkörper zyklisch Temperaturen von -50 °C und einer maximal definierten Lagertemperatur im zweistelligen Gradbereich ausgesetzt. Im Anschluss an die Temperaturschocks wird das Produkt einem Zug- und Biegetest unterzogen. Besteht das Produkt diese Prüfung, wird daraufhin ein IP-Test (International Protection Test) gemäß der geforderten IP-Schutzart durchgeführt.
  • Zyklischer Temperaturtest mit Vereisung: Bei diesem Test wird der Prüfling zyklisch Temperaturen zwischen -10 °C und +25°/+65 °C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 95 % ausgesetzt. Wie bei der Lagerung kann es auch in diesem Test aufgrund der zyklischen Temperaturwechsel zu Materialschäden kommen. Durch eintretendes Kondenswasser und Temperaturen unterhalb des Gefrierpunkts werden hierbei auch kleinste Risse in der Oberfläche sichtbar.

Mechanische Belastung

Bei der Kabelzugprüfung wird das Prüfkabel an einen Zugmechanismus fixiert und einer definierten Zugkraft ausgesetzt.
  • Vibrationsprüfung: Bei diesem Prüfverfahren werden anhand von starken Schwingungen durch einen Shaker die strukturelle Stabilität und die Durchgängigkeit der Kontaktierung der Steckverbindung des Prüflings getestet. Dabei kann es zu Brüchen in der Struktur, von Befestigungslaschen oder zu Unterbrechungen in der elektrischen Verbindung kommen. Pepperl+Fuchs setzt bei seinen Tests den Prüfkörper einer Belastung von 20g / 5-2000 Hz oder einem Breitband-Rauschen (5-500 Hz, 5g_rms / 1h/Achse) aus.
  • Schockprüfung: Die Schockprüfung ist der Vibrationsprüfung ähnlich, wobei der Prüfkörper einzelne schockartige Beschleunigungen von 50 g für 6 ms erfährt. Dieser Vorgang wird bis zu ± 1000 Mal in alle drei Raum-Achsen wiederholt.
  • HALT Test: Der HALT Test oder auch Highly Accelerated Life Test ist ein Testverfahren, bei dem die Prüflinge eine beschleunigte Materialalterung durchlaufen, um Fehler im Material oder Designprobleme aufzudecken. Der Test besteht aus kombinierten Stressfaktoren: Temperaturwechsel, mechanische Schocks und Schwingungen (breitbandiges Rauschen).
  • Kabelzugprüfung: In diesem Verfahren wird das Prüfkabel an einen Zugmechanismus fixiert und einer definierten Zugkraft ausgesetzt. Ziel dieses Tests ist es herauszufinden, ob der Prüfling der Zugbeanspruchung in der Zielapplikation standhält und dabei die zugesichertem Eigenschaften (Funktion, IP-Schutzart) beibehält.
  • Dichtheitstest: Steckverbindungen müssen grundlegend auf ihre Dichtheit überprüft werden, da ein Wassereintritt während des Einsatzes die gesamte angeschlossene Elektronik zerstören kann. Aus diesem Grund werden für den Mobile-Equipment-Bereich die beiden Klassen IPx8 und IPx9 getestet. Hierbei wird für die IP-Schutzart IPx8 das Prüfobjekt in eine Wassertiefe von 1,0 m gelegt und auf einen möglichen Wassereintritt über einen definierten Zeitraum von 24 Stunden hin überprüft. Bei der Schutzart IPx9 wird das Prüfobjekt einem Hochdruck-/Dampfstrahlreiniger ausgesetzt und ein potenzieller Wassereintritt überprüft.

Beständigkeit gegen chemische Stoffe

Der Prüfkörper wird je nach Anforderung kurz in chem. Stoffe eingetaucht, über einen längeren Zeitraum gelagert, gekocht oder bepinselt.

Pepperl+Fuchs setzt bei seinen Tests zur Beständigkeit gegen chemische Stoffe auf bewährte Verfahren. In folgender Tabelle sind Stoffe aufgelistet, die in unseren Tests eingesetzt werden. Bis auf Treibstoffe werden dabei alle Stoffe erhitzt und der Prüfkörper – je nach Anforderung – kurz eingetaucht, über einen längeren Zeitraum gelagert, gekocht oder bepinselt. Kriterien zur Beständigkeit des Prüfkörpers setzen sich dabei aus seiner Verfärbung, Zersetzung, dem Aufquellen der Kabel und einer anschließenden Prüfung der IP-Schutzart oder ähnlichem zusammen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, kundenspezifische Anforderungen separat zu testen.

 

Bild über verwendete Prüfchemikalien

Verbesserte Umspritzung

Pepperl+Fuchs hat als Ersatz für undichte und teure Endgehäuse oder unschöne Schrumpfschlauchlösungen eine hochdichte Umspritzung entwickelt, mit der die inneren Einzeladern noch besser gegen mechanische, chemische und UV-Belastung geschützt werden. Zusätzlich sind der Längswasserschutz des Kabels und die Dichtheit des Steckers auf der Kabeleinführungsseite deutlich erhöht worden. Ein weiterer Vorteil ist zudem die gestiegene Zugentlastung und Verrastung des Wellschlauchs ohne zusätzliches Endgehäuse.

Zusammenfassung

Um zu gewährleisten, dass alle Produkte des Connectivity-Portfolios auch unter extremen Anwendungsbedingungen sicher und zuverlässig arbeiten, müssen alle Produkte besondere Testverfahren durchlaufen. Dieser Qualitätsanspruch setzt sich nicht nur aus den gängigen Prüfverfahren zusammen, sondern durch einen besonderen Isolationstest. Anstelle eines einfachen Isolationstests, bei dem ein Prüfkörper in eine Metallfolie eingewickelt oder in ein Metallkugelbad gelegt wird, testet Pepperl+Fuchs seine Prüfkörper in einem Wasserbad. So wird sichergestellt, dass keinerlei (Mikro-)Risse in der Ummantelung vorhanden sind. Unsere Produkte verfügen dabei über alle wichtigen internationalen Zertifizierungen und Zulassungen wie beispielsweise:

  • E1-Zulassung für den mobilen Straßenverkehr
  • SIL- und PL-Zertifizierungen ­­
  • DNV-GL für die Schiffszulassung ­­
  • ATEX-Richtlinie 2014/34/EU, IECEx, UL-hazardous location, Ex NEPSI für explosionsgefährdete Bereiche ­­
  • spezielle Zulassungen für bestimmte Länder und Anwendungsbereiche (z. B. ANZ-Ex/Mining Queensland)

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