Exigences ferroviaires : Connecteurs robustes.
L’industrie ferroviaire impose des paramètres de conception stricts en matière de sécurité lors de l’achat de connecteurs, notamment en ce qui concerne la taille, les spécifications de tension et la résistance aux intempéries. La capacité à résister aux variations de température est également un critère essentiel, en particulier pour les systèmes de train de roulement tels que les commandes de traction, de moteur et de freinage, où les câbles et interconnexions peuvent être soumis à des températures extrêmes. De plus, les solutions de connexion ferroviaire doivent être résistantes au feu. Les connecteurs haute température sont souvent fabriqués avec des contacts usinés en alliage cuivre-argent et un couvercle de protection usiné en acier inoxydable avec inserts en céramique. Les inserts de connecteurs classiques sont en plastique ou en caoutchouc, mais ces matériaux fondent aux températures extrêmes d’un incendie. La céramique est résistante au feu et à la fragilisation par évaporation de l’humidité ; sa rigidité la rend moins sensible aux vibrations et au freinage. Un anneau de retenue métallique maintient l’insert en céramique dans le couvercle de protection. Le connecteur est ainsi facile à démonter, ce qui permet une maintenance rapide, simple et sur site.
Alors que des matériaux comme le néoprène conviennent à des températures allant de -55 °C à +25 °C, les connecteurs en silicone peuvent fonctionner de -55 °C à +200 °C. De plus, certains connecteurs sont conçus pour répondre à la norme européenne CEN/TS 45545 relative à la sécurité incendie dans le secteur ferroviaire et doivent donc résister à une exposition à de hautes températures pendant au moins 15 minutes selon la courbe thermique ISO 834-1, la température maximale étant de 800 °C. Les connecteurs à baïonnette inversée ont été testés conformément à la norme européenne CEN/TS 45545 et résistent à des températures allant jusqu'à 800 °C pendant la durée spécifiée, ce qui les rend parfaitement adaptés aux applications ferroviaires critiques pour la sécurité, telles que le freinage pneumatique à commande électronique et les systèmes de diagnostic moteur.
Les connecteurs ferroviaires doivent résister aux hautes pressions, aux liquides et gaz corrosifs, ainsi qu'aux hautes températures. Le développement des élastomères thermodurcissables et des plastiques techniques PEEK (polyétheréthercétone acétone) permet d'atteindre les limites de tolérance environnementale requises tout en proposant des connecteurs circulaires plus petits et plus légers. Par exemple, les connecteurs de la série VBN d'ITT (Figure 1) sont fabriqués en matériau thermoplastique conforme aux normes NFF16-101 et NFF16-102 et sont disponibles dans des diamètres aussi petits que 76 mm (3 pouces), avec une réduction de poids proportionnelle à la taille. Le joint d'accouplement et les autres pièces du connecteur sont en caoutchouc silicone et en caoutchouc ignifugé, tandis que les pièces métalliques sont en alliage d'aluminium conforme à la directive RoHS, recouvert d'un vernis époxy-uréthane noir. Des connecteurs offrant une protection IP67 pour résister aux environnements difficiles peuvent être spécifiés pour des applications allant des tableaux de bord et interfaces d'alimentation à la climatisation et aux boîtes de jonction.
Exigences ferroviaires : Connecteurs haut débit.
Le coût, la fonctionnalité et les performances sont des paramètres essentiels pour les clients du secteur ferroviaire, au même titre que la robustesse et la fiabilité. Afin de réduire les coûts et d’accroître la fonctionnalité des applications de transport public, les fabricants ont développé des solutions de connexion intégrant plusieurs lignes Ethernet et MVB dans un seul connecteur. Ces connecteurs circulaires à baïonnette haut débit pour bus de données permettent de réduire le nombre de composants et de lignes, ainsi que le coût et le poids, tout en améliorant la fonctionnalité et les performances. Les connecteurs haut débit répondent à des spécifications élevées en matière de durabilité et de fiabilité, et sont donc capables de supporter un grand nombre de cycles de connexion.
Le connecteur ITT CIR-M12 (Figure 2) est une solution de ce type : il assure une transmission de données fiable entre les voitures et permet la transmission de différents types de données (Ethernet, MVB, WTB et signaux vidéo) dans les systèmes de transport en commun. Ce système de connexion est composé de contacts QXM12 innovants, montés sur le connecteur circulaire à baïonnette FRCIR, une solution éprouvée. Quatre fils conducteurs et la tresse de fils blindés associée sont intégrés dans le contact QXM12, et un insert en plastique spécial canalise plusieurs contacts QXM12 et leurs fils dans un seul connecteur.
Cette technologie permet aux concepteurs d'intégrer le transfert de données Ethernet, MVB, WTB et vidéo, conformément à la norme VG95234 (le cas échéant), au sein d'un même connecteur. Elle gère ainsi les flux de données provenant de diverses sources, telles que le diagnostic moteur, le contrôle des freins, la climatisation, les systèmes d'affichage passagers, la commande réseau et l'éclairage. Les contacts du connecteur de bus de données sont dimensionnés pour un courant de 3 A (le courant maximal pendant 1 ms est de 10 A), la tension de fonctionnement est de 100 V CC et la résistance d'isolement est de 10 GΩ. Sur le plan mécanique, l'insert est conforme aux spécifications UNI-CEI 11170 (I2F2) et UL94-V0.
Normes ferroviaires :
Les normes internationales relatives aux applications ferroviaires varient d’un pays à l’autre. C’est notamment le cas des spécifications des rails DIN. La certification IRIS (International Railway Industry Standard) est reconnue mondialement et permet aux fabricants de composants de collaborer avec les constructeurs d’équipements ferroviaires, les intégrateurs de systèmes, les assembleurs de wagons et leurs fournisseurs. IRIS a été créée pour développer et mettre en œuvre un système international doté d’un langage uniforme, de critères d’évaluation cohérents et d’une reconnaissance mutuelle des audits d’évaluation des fournisseurs du secteur ferroviaire, dans le but d’assurer une transparence maximale tout au long de la chaîne d’approvisionnement.
Collaborer avec un fabricant de connecteurs expérimenté dans chacun de ces domaines permet d'éviter les approximations lors de la conception pour les hautes températures, les interfaces haute pression et de nombreux autres défis de conception. Ces composants étant utilisés dans des applications critiques, les clients ne souhaitent pas subir les conséquences de la phase d'apprentissage du fournisseur. Afin de garantir des niveaux élevés de qualité et de performance et d'éviter tout incident dangereux, ils exigent des composants provenant d'un fabricant ayant fait ses preuves.
Collaborer avec un fabricant maîtrisant les paramètres d'essai des normes réglementaires applicables aux composants et aux corps simplifie les processus de conception et de développement, tout en garantissant la conformité des connecteurs à la réglementation en vigueur. Des services d'essais internes et des programmes d'amélioration continue de la qualité renforcent la position du fabricant de connecteurs en tant que fournisseur reconnu de connecteurs ferroviaires.
Constamment soumis aux chocs et aux vibrations soudaines, à la haute pression et à la température, ainsi qu'aux variations environnementales, les connecteurs ferroviaires doivent être suffisamment robustes pour résister à ces conditions extrêmes et fonctionner correctement en toutes circonstances. Les clients doivent choisir des connecteurs spécifiquement conçus pour les environnements difficiles. Il est essentiel de s'assurer de la robustesse et de la fiabilité d'un connecteur performant, répondant aux exigences de coût et de fonctionnalité, et d'établir une relation de confiance avec un fabricant de connecteurs expérimenté dans la conception d'applications pour environnements difficiles et connaissant les procédures de test réglementaires du secteur ferroviaire.
L'auteur,
Mike Gardiner, est chef de produit chez ITT Interconnect Solutions et possède plus de 30 ans d'expérience dans l'industrie des connecteurs.
