Härtetests für Steckverbindungen von Pepperl+Fuchs

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 die dort eingesetzten Steckverbindungen sein. Deshalb werden sie über die geforderten Normen hinaus auf ihre Beständigkeit geprüft. In diesem Blogbeitrag erklären wir, welche Tests unsere Mobile-Equipment-Connectivity-Produkte in unserem hauseigenen Prüflabor durchlaufen müssen, um den hohen Qualitätsansprüchen gerecht zu werden.

Welche Tests werden durchgeführt?

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

Temperaturbeständigkeit

• 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

• Vibrationsprüfung: Bei diesem Prüfverfahren wird mithilfe 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 oder von Befestigungslaschen sowie zu Unterbrechungen in der elektrischen Verbindung kommen. Pepperl+Fuchs setzt den Prüfkörper bei seinen Tests einer Belastung von 20 g/5–2000 Hz oder einem Breitband-Rauschen (5–500 Hz, 5g_rms/1 h/Achse) aus.
• Schockprüfung: Die Schockprüfung ähnelt der Vibrationsprüfung: Der Prüfkörper erfährt dabei einzelne schockartige Beschleunigungen von 50 g für 6 ms. Dieser Vorgang wird bis zu ± 1000 Mal in allen drei Raumachsen wiederholt.
• HALT-Test: Der 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 einem 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 zugesicherten Eigenschaften (Funktion und 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. Für die IP-Schutzart IPx8 wird das Prüfobjekt in eine Wassertiefe von 1,0 m gelegt und über einen definierten Zeitraum von 24 Stunden auf einen möglichen Wassereintritt hin überprüft. Für die Schutzart IPx9 wird das Prüfobjekt einem Hochdruck-/Dampfstrahlreiniger ausgesetzt, woraufhin ein potenzieller Wassereintritt überprüft wird.

Beständigkeit gegen chemische Stoffe

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 die Treibstoffe werden dabei alle Stoffe erhitzt und der Prüfkörper wird – je nach Anforderung – kurz in den Stoff eingetaucht, über einen längeren Zeitraum darin gelagert, darin gekocht oder damit bepinselt. Zur Prüfung der Beständigkeit des Prüfkörpers werden seine Verfärbung oder Zersetzung, das Aufquellen der Kabel, die IP-Schutzart oder ähnliche Kriterien überprüft. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, zusätzliche kundenspezifische Anforderungen zu testen.

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, durchlaufen die Produkte besonders anspruchsvolle Testverfahren. Um den Qualitätsansprüchen gerecht zu werden, verfügen die Connectivity-Produkte für den Bereich Mobile Equipment zudem 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. ANZEx)

Weitere Informationen

• Drum prüfe, was sich ewig (ver-)bindet
• Connectivity Produkte
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