Lander Lab: Auswahlkriterien für Unterwasserkabel und -stecker

Unterwasser-Schottverbinder und passende Inline-Verbinder gibt es in unzähligen Formen, Größen und mit unterschiedlichen Stiftmustern von verschiedenen Herstellern. Der Systementwickler steht vor der Herausforderung, den für seine Anwendung am besten geeigneten Verbinder auszuwählen. Bildnachweis: HPA Subsea

Unterwassersteckverbinder und passende Kabel bieten Systemflexibilität, Wartungsfreundlichkeit und weitere Vorteile für Designer von Unterwassersystemen und Außendiensttechniker.

Sie bringen außerdem eine Reihe zusätzlicher Komplikationen und Probleme mit sich.

Es gibt viel zu beachten. Systementwickler müssen sich der Wahl des passenden Steckverbinders bewusst sein. Auswahlkriterien bieten einen systematischen Ansatz zur Eingrenzung und Auswahl des richtigen Unterwassersteckverbinders. Vertriebsmitarbeiter können beratend zur Seite stehen, die Verantwortung für die Spezifikationen liegt jedoch letztendlich bei den Ingenieuren.

Ich war schon immer der Meinung, dass Steckverbinder in erster Linie ein mechanisches Problem darstellen. Wenn die Dichtungen nicht funktionieren, spielt der Inhalt keine Rolle mehr. Nicht, dass es von Anfang an nicht wichtig gewesen wäre. Ich unterziehe die Steckverbinder auch einem Drucktest, um sicherzustellen, dass bei keinem kritischen Schritt Produktionsfehler vorliegen. Am besten erfährt man von einem Problem an Land, Wochen vor dem Einsatz. Ja, es bedeutet zusätzliche Arbeit. Ihr Team zählt auf Sie. Spielen Sie wie ein Champion.

Was ist Ihre Anwendung? Bedarfsermittlung.

Auswahlkriterien für Unterwasser-Steckverbinder

1. Überträgt der Stecker Strom oder Signale?
2. Wie hoch sind die erwartete Betriebstiefe und der Konstruktionssicherheitsfaktor?
3. Wie hoch ist die voraussichtliche Einsatzdauer bzw. Lebensdauer des Systems?
4. Welche Umgebungsbedingungen sind zu erwarten (kalt, anaerob, salzhaltig usw.)?
5. Muss der Steckverbinder mit einem bestehenden System verbunden werden?
6. Muss der Schottverbinder nachträglich an eine vorhandene Rumpfdurchführung montiert werden? Ist bei dicken Rümpfen eine Gewindeverlängerung erforderlich? Sind Verschlusshülsen oder Haltebänder eine Option?
7. Wie groß ist der verfügbare Montageplatz? Ist Platz für die Montage eines Drehmomentschlüssels vorhanden?
8. Wäre ein flacher Winkelstecker geeignet? Kann die Kontaktausrichtung in eine optimale Position gedreht werden?
9. Muss der Steckverbinder über eine Dichtungs- oder Kontaktredundanz verfügen?
10. Welche Kosten- und Lieferbeschränkungen gibt es?
11. Muss der Steckverbinder unter Wasser steckbar sein? Bei eingeschalteter Stromversorgung?
12. Kann der Steckverbinder vor Ort gewartet werden? Welche technischen Kenntnisse sind erforderlich?
13. Vermeiden Sie unterschiedliche Materialien zwischen dem Schottverbinder und dem Gehäuse, da dies zu galvanischer Korrosion oder kathodischer Delamination führen kann.
14. Müssen irgendwelche Mil-Spec-Anforderungen erfüllt werden?
15. Müssen noch weitere besondere Anforderungen erfüllt werden (z. B. Glasfaser, neutraler Auftrieb, Flüssigkeitsfüllung/Druckausgleich)?
16. Welcher Kabeltyp soll mit den Steckverbindern verbunden werden (z. B. Twisted Single Pair, Parallelbündel, Koaxialkabel, elektromechanisches Kabel)? Aus welchem Material bestehen Mantel, Konstruktion und Füllstoffe? Ist das Kabel für das Umspritzen geeignet?
17. Ist das Instrumentenpaket so konzipiert, dass es im Feld ohne Gefahr für die Steckverbinder gehandhabt werden kann? Sind Griffe, Befestigungsringe und Klemmen vorhanden, um eine versehentliche Beschädigung des Steckverbinders zu verhindern? Ist der Steckverbinder vor seitlichen Stößen geschützt? Kann das Kabel zugentlastet werden?

Designer sollten Steckverbinder mit unterschiedlicher Pin-Anzahl oder die Verwendung von Buchsen anstelle von Pins in Betracht ziehen, um Steckverbinder für unterschiedliche Aufgaben zu unterscheiden. So stellen Sie sicher, dass Sie das richtige Kabel an den richtigen Anschluss anschließen. Die Bestellkosten sind nicht hoch, die Lagerhaltung von Ersatzteilen ist jedoch schwieriger.
Ich achte auf die vom Hersteller vorgegebene Reihenfolge, die sicherstellt, dass Stifte und Buchsen vor dem Zusammenstecken ausgerichtet sind, z. B. durch Passfedernut oder einen Ausrichtungsstift. Viele gummigeformte Steckverbinder verwenden ein asymmetrisches Stift-Buchsen-Muster, um die korrekte Ausrichtung sicherzustellen.

• Austauschbarkeit: Gummigeformte Steckverbinder bieten eine größere Toleranz der zusammengesteckten Teile und sogar etwas Spielraum für Pin-Mittenunterschiede. Dadurch sind die Teile verschiedener Hersteller optimal kompatibel. Pinlängen und -durchmesser können jedoch variieren. Hartschalensteckverbinder sind da nicht so nachgiebig. Bleiben Sie bei passenden Steckverbindern grundsätzlich beim gleichen Hersteller. Kein Hersteller kann die Werkzeug- und Produktionsqualität eines anderen Herstellers garantieren – und das sollte auch nicht von ihm erwartet werden. Wenn ein zusammengestecktes Paar nicht funktioniert, müssen die Ingenieure das Problem lösen.
• Herstellerauswahl: Fragen Sie, ob der Hersteller auch kleine Mengen verkauft. Gibt es einen Lagerhändler? Welche Lagerbestände führen sie normalerweise? Wer nutzt sie sonst noch? Die Branche hat in den letzten 40 Jahren große Fortschritte gemacht, und viele grundlegende Probleme, wie z. B. die Konstruktion von O-Ring-Dichtungen nach Parker-Spezifikation, wurden gelöst.

Eine 20 Zoll große Vitrovex-Hohlkugel aus Borosilikatglas ist mit Durchführungen ausgestattet und bildet so ein selbstschwimmendes Instrumentengehäuse. Bildnachweis: Steffen Pausch, Nautilus Marine Service, Buxtehude, DE

Die Verwendung dieser Checkliste in der frühen Entwurfsphase eines neuen Unterwassersystems hilft dem Konstrukteur oder Programmmanager, vorhersehbare Probleme mit diesen grundlegenden Unterwassersystemkomponenten zu vermeiden. Arbeiten Sie mit Ihrem geplanten Lieferanten zusammen; auch er möchte, dass Sie erfolgreich sind.

Folge: In dieser Geschichte geht es um die Auswahl des besten Steckverbinders für Ihre Anwendung. Dabei sind viele Details zu beachten: Installation, leichtes Einfetten, „Burning“ von Gummiformsteckern, Kabelverbindungen, Kabelbiegeradien, Kabelzugentlastungen und andere wichtige Punkte. Stellen Sie viele Fragen an andere Fachleute, schauen Sie sich an, welche Entscheidungen andere getroffen haben, und entwickeln Sie Ihre eigenen Präferenzen basierend auf Ihren Erfahrungen. Es ist eine spannende und sich entwickelnde Branche voller guter Menschen.

Zu berücksichtigende Unternehmen für Unterwassersteckverbinder

• AK Industries https://ak-ind.com/
• Amphenol Deeptronica (Drymate, MCBH) https://amphenolltw.com/product-info/DeepTronica/ Hergestellt in China für Amphenol.
• Birns https://birns.com/
• Blauer Link https://blue-linked.com/underwater-connectors
• Blue Robotics https://bluerobotics.com/product-category/cables-connectors/
• Burton Subsea Connector (Eaton) (Google „Burton Subsea“)
• Drachenfisch https://dragonfishmfg.com/
• Electro Oceanics (EO) (Eaton/Cooper Interconnect) (Google Electro Oceanics Cooper)
• Hydro Group Systems https://www.hydrogroupsystems.com/
• Marsh Marine Das Original. Den Namen gibt es noch.
• Souriau-Sunbank (Eaton) https://usa.souriau.com/en-en/products/connectors/underwater-connectors
• TE/SEACON (Google „TE SEACON“)
• Teledyne Impulse https://www.teledynemarine.com/brands/impulse
• WeTechnologies https://wetechnologies.com/

Danksagung

Ich habe viel von Ray Hayworth von der General Dynamics Electric Boat Division gelernt. Er gab seine Erfahrungen weiter, sprach auf MTS-Kabel- und Steckverbinderkonferenzen und veröffentlichte Designrichtlinien für Electric Boat. R. Frank Busbys Buch „Manned Submersibles“ ist immer noch ein Klassiker und steht als kostenloser Download zur Verfügung (https://archive.org/details/mannedsubmersibl00busb). Bob Wernlis und Bob Christs „The ROV Manual: Second Edition“ enthält ein ausführliches Kapitel zu Kabeln und Steckverbindern. Vielen Dank an Andy Gardener von Teledyne Impulse, der vorgeschlagen hat, dieses Thema noch einmal aufzugreifen.
„Lander Lab“ ist eine praxisorientierte Kolumne zu Technologien für Ocean Lander, einer oft übersehenen Klasse unbemannter Unterwasserfahrzeuge. Sie soll der Ocean Lander-Community ähnlich wie Make Magazine und andere DIY-Communitys dienen.

Kommentare zu diesem Artikel oder Vorschläge für interessante Geschichten für andere Landeraner sind willkommen. MTR lädt Sie ein, an Kevin Hardy <[email protected]> zu schreiben.