Faisceaux de câbles pour appareils électroménagers

Lors de la conception d'un nouveau poêle, réfrigérateur ou autre appareil, les ingénieurs se concentrent principalement sur la fonctionnalité, les caractéristiques, le style et le coût. Ce à quoi ils ne pensent pas toujours, c'est le câblage.

"Habituellement, le câblage d'un poêle, d'une fournaise ou d'un autre appareil est oublié jusqu'à la dernière minute, puis les ingénieurs essaient de mettre quelque chose ensemble rapidement", se lamente C. Gustavo Farell, propriétaire et fondateur de Cesar-Scott Inc., un contrat fabricant avec des opérations à El Paso, TX, et Ciudad Juarez, Mexique. "Donc, nous nous précipitons toujours à la fin pour aider à l'effort de conception. Ils n'accordent tout simplement pas beaucoup d'importance au harnais, car ils pensent que ce ne sont que des fils."

Ce genre d'attitude est une erreur, dit Farell, dont la société fabrique des faisceaux de câbles, des assemblages de câbles, des assemblages électromécaniques, des allumeurs de gaz électroniques et des assemblages de faisceaux de commutation. Il conseille aux équipementiers d'appareils électroménagers d'impliquer leur entrepreneur tôt dans le processus de conception.

"Nous ne sommes pas un groupe de design", déclare Farell. "Cependant, en ce qui concerne la disposition du harnais ou des suggestions sur les matériaux ou le routage, nous pouvons vous aider."

Selvin Kao est d'accord. Kao est vice-président des services mondiaux et de l'innovation chez Conductive Cable, un fabricant de fils, de câbles, de cordons d'alimentation et de faisceaux de câbles à Rancho Santa Margarita, en Californie. Vétéran de 18 ans dans le secteur du câblage, Kao affirme que son entreprise peut fournir des conseils inestimables sur la sélection des matériaux et l'acheminement des faisceaux de câbles.

"Dans l'industrie de l'électroménager, le coût est primordial", dit-il. "Ainsi, lorsque les ingénieurs conçoivent le faisceau de câbles, ils veulent souvent acheminer les câbles sur la distance la plus courte possible, pensant que des câbles plus courts signifieront moins de coûts.

"Cependant, ce n'est pas nécessairement vrai. Vous devez penser au coût d'installation et aux temps de montage. L'un des plus gros problèmes avec les faisceaux de câbles est l'acheminement et le regroupement des câbles. Le faisceau doit être disposé de telle manière que l'opérateur ne peut pas faire d'erreur lors de l'assemblage. Un faisceau de câbles pour un appareil peut avoir 30 ou 50 terminaisons, et beaucoup d'entre elles seront identiques. Vous voulez concevoir le faisceau de manière à ce que l'opérateur ne puisse pas insérer une borne dans au mauvais endroit."

Kao préfère les conceptions de faisceaux de câbles qui ressemblent plus à une moelle épinière qu'à une toile d'araignée. La première approche est non seulement plus propre, mais elle est également plus facile à installer et plus simple à entretenir. "L'approche [de la moelle épinière] pourrait conduire à des longueurs de fil plus importantes dans l'ensemble", souligne Kao. "Cependant, le coût du fil et des connecteurs est relativement peu coûteux par rapport au coût d'assemblage du faisceau et de son installation."

Un autre avantage de consulter un assembleur de harnais au début du processus de conception est la possibilité de dimensionner correctement les composants. "Parce que les ingénieurs laissent généralement la conception du harnais à la toute fin, ils ont tendance à utiliser des fils de plus gros calibre que ce dont ils ont réellement besoin, juste pour être du bon côté", explique Kao. "Vous pouvez utiliser des fils de calibre 16 dans tous les domaines. Cela fonctionnera. Mais, souvent, c'est exagéré."

Les fils, connecteurs et autres matériaux des faisceaux d'appareils doivent être conçus pour s'adapter aux conditions fonctionnelles et environnementales spécifiques de chaque appareil. Les exigences de tension, d'ampérage et de température de fonctionnement détermineront l'isolation et le calibre du fil. Des vibrations extrêmes, comme avec une machine à laver, influenceront le choix du connecteur et la façon dont le harnais sera monté.

"Vous devrez peut-être également prendre en compte les produits chimiques, tels que les détergents et les graisses, l'étanchéité et les problèmes de sécurité, tels que l'inflammabilité", déclare Rick Johnson, propriétaire de RARE Computers LLC à Detroit et ancien responsable principal du programme chez le fabricant de faisceaux de câbles Yazaki North America. . "En supposant que vous cibliez le marché américain, tout le câblage des appareils électroménagers doit répondre aux spécifications UL. Ces spécifications sont radicalement différentes des spécifications [Society of Automotive Engineers] pour l'industrie automobile. L'Europe et l'Asie ont également leurs propres spécifications. Il n'y a personne -directive de taille adaptée à tous."

Le câblage des réfrigérateurs est presque exclusivement constitué de fils toronnés non plaqués et homologués UL avec isolation en PVC, explique Douglas DeLashmutt, ingénieur principal de fabrication chez DRS Consolidated Controls à Danbury, CT.

"Ce type de fil serait également utilisé dans les lave-vaisselle et les cuisinières où les températures élevées ne seraient pas présentes", dit-il. "Si des températures élevées sont présentes, l'isolant serait probablement un matériau en fibre de verre.

"Les connecteurs sont généralement en plastique à faible coût et s'accouplent avec des bornes estampées. Pour obtenir des avantages en matière de prix de volume, les types et tailles de connecteurs seront exploités dans toutes les gammes de produits."

Les cuisinières à gaz utilisent généralement des fils avec des matériaux isolants résistants à la chaleur, tels que le polyéthylène réticulé, le silicium et le téflon. L'isolation en PVC est adéquate pour les fournaises au gaz, puisque le câblage n'est pas près de la flamme.

Étant donné que les équipementiers aiment proposer aux consommateurs des variantes et des options, l'assemblage de harnais pour les appareils a tendance à être une proposition très diversifiée. Par exemple, un fabricant de fours peut proposer une famille de produits nécessitant 15 faisceaux différents, explique Farell. Les faisceaux peuvent être identiques - les mêmes fils, les mêmes couleurs, les mêmes bornes - un seul faisceau peut être plus long de quelques pouces qu'un autre. Avoir des contrôles en place pour faire face à une telle variété est essentiel.

"Nous identifions les fils à partir du moment où nous les coupons, les dénudons et les terminons", explique Farell. "Nous étiquetons les faisceaux et nous nous assurons que les zones où les fils sont placés sont clairement identifiées par le numéro de pièce, il n'y a donc aucune possibilité de confusion.

"De plus, nous essayons de minimiser autant que possible les travaux en cours et nous essayons de fabriquer sur commande du mieux que nous pouvons."

Les techniques visuelles en milieu de travail sont utiles. Chez Cesar-Scott, les dessins techniques sont codés par couleur pour correspondre à la couleur du fil. Dans la mesure du possible, les dessins sont faits pour refléter la taille réelle de la pièce, afin que les opérateurs puissent voir clairement les différences de longueurs et de calibres. Des documents de référence et des illustrations montrant les procédures d'exploitation normalisées sont affichés au-dessus des postes de travail.

Comme la plupart des magasins de harnais, Cesar-Scott assemble des harnais sur des panneaux d'affichage, et chaque harnais doit passer des tests de fonctionnalité, de hi-pot et d'autres tests spécifiques au client. "Nous lançons les planches en production comme nous le ferions pour n'importe quel autre outil", explique Farell. "Nous nous assurons qu'il y a une approbation de la première pièce, et nous avons généralement un" échantillon en or "que nous allons sortir et mettre sur le tableau pour nous assurer que tout se marie et fonctionne correctement."

La qualité du sertissage devient de plus en plus importante pour les équipementiers d'appareils électroménagers, déclare Kao de Conductive Cable. "Nous suivons chaque sertissage avec une surveillance de la force de sertissage", dit-il. "Dans le passé, les sertissages étaient testés une fois par heure. Vous choisissiez un fil terminé et effectuiez un test de traction dessus. Ce n'est pas suffisant. En une heure, vous pouviez produire des milliers de mauvais sertissages."

Les presses à sertir sont configurées de sorte que si un mauvais sertissage est détecté, les machines détruisent la pièce ou se bloquent, empêchant la pièce défectueuse d'entrer en production. De plus, Conductive Cable prend régulièrement des coupes transversales de connexions serties pour s'assurer que les matrices de sertissage ont été correctement configurées.

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