Herramientas manuales para prensar cables

Para el público en general, el término dispositivo portátil es sinónimo de movilidad. Pero, para los ensambladores de mazos de cables, el término también se refiere a herramientas que ofrecen simplicidad, confiabilidad y precisión.

"Cuando se trata de herramientas manuales para engarzar cables, lo que más preocupa a las empresas es la durabilidad y la ergonomía", afirma Maria Haynes, especialista principal en marketing de productos de Phoenix Contact. “El presupuesto también es un factor. Las empresas saben que las buenas herramientas cuestan más pero valen la pena. Estas herramientas ofrecen la garantía de engarzados de alta calidad en cables utilizados en todo tipo de arneses, paneles de equipos y gabinetes de control”.

En 2015, un gran fabricante subcontratado de productos electrónicos con sede en Texas recurrió a Phoenix Contact en busca de una mejor manera de engarzar casquillos en cables de 16 AWG. Las herramientas manuales que el fabricante había estado usando requerían que cada ensamblador engarzara el casquillo una vez, girara el cable 90 grados y luego engarzara el casquillo una segunda vez.

Haynes dice que recomendó a la empresa que probara la herramienta manual Crimpfox 6SF de Phoenix. La herramienta tipo trinquete tiene un bloqueo integrado que permanece en su lugar hasta que se alcanza la presión de engarzado necesaria, eliminando así la posibilidad de aplicar muy poca presión.

Los ensambladores del fabricante ahora engarzan la férula con una sola herramienta y son mucho más productivos. Además, el engarce no causa daños al conector ni a los terminales y cumple con todas las especificaciones del proveedor del conector.

Historias de éxito como esta son la razón por la que las herramientas de engarzado portátiles siguen siendo una necesidad para tantos ensambladores de mazos de cables. Estas herramientas les permiten engarzar con precisión cables pequeños y medianos en proyectos que van desde la creación de prototipos y la reparación hasta tiradas de producción limitadas. La mayoría de las herramientas de engarce portátiles utilizadas por los ensambladores son manuales, pero también hay disponibles modelos neumáticos y que funcionan con baterías para aplicaciones que requieren muchos engarces o involucran cables o conectores más grandes.

"Los proveedores de terminales fueron los primeros en desarrollar herramientas manuales portátiles, y lo hicieron para que los usuarios finales pudieran engarzar correctamente los terminales en los cables", señala Tom Andrasek, director de ventas y marketing de Pressmaster Inc. "Thomas y Betts hicieron esto poco después diseñando sus primeros conectores allá por la década de 1890”.

Aunque esta práctica continuó durante varias décadas, la soldadura manual y la envoltura de cables eran los principales métodos para terminar cables antes de la Segunda Guerra Mundial. Pero eso cambiaría drásticamente en los próximos 20 años.

"Los primeros conectores multipin se terminaban soldando el conductor a contactos no extraíbles", explica Dave Kelly, un veterano con 45 años en la industria y enlace de estándares y de la industria en Daniels Manufacturing Corp. (DMC). “Sin embargo, las aplicaciones de alta temperatura y la necesidad de un servicio de campo simple y confiable llevaron a la introducción de conectores con contactos extraíbles en la década de 1940. Estos se engarzaron sobre el conductor en lugar de soldarse”.

A mediados de la década de 1960, varios proveedores de equipos comenzaron a ofrecer herramientas manuales y neumáticas de mano con troqueles intercambiables que engarzaban diferentes tipos de conectores. Las herramientas portátiles alimentadas por baterías aparecieron en la década de 1990.

Los fabricantes deben considerar cuidadosamente varios factores para seleccionar la mejor herramienta manual de mano para una aplicación de engarzado. El diseño ergonómico y las capacidades mecánicas de la herramienta son buenos puntos de partida.

Los elementos ergonómicos clave incluyen la altura de la herramienta, el tamaño de la empuñadura, el ángulo de apertura de la mandíbula, el diseño del varillaje interno, la distribución de la carga y el apalancamiento durante el engarzado. La forma de la herramienta también es fundamental, ya que los cabezales cónicos generalmente encajan mejor en espacios reducidos que los cabezales cuadrados.

A pesar de comercializarse como “universales”, las herramientas manuales pueden variar mucho en tamaño y apertura de mandíbula y, por lo tanto, en los resultados de engarzado. La apertura ideal de la mordaza permite una fácil instalación del conector en el nido de engarzado (es decir, la parte del troquel que soporta o reforma el conector durante el engarce).

En el aspecto mecánico, los compradores deben centrarse primero en la ganancia mecánica de la herramienta, que es la relación entre la fuerza aplicada en el punto de trabajo y la fuerza aplicada en el mango. El índice de ganancia mecánica de la herramienta siempre debe ser apropiado para la aplicación en cuestión.

También es importante la acción de engarce de la herramienta. Algunas herramientas se ven y funcionan como alicates, mientras que otras tienen un aspecto similar pero cuentan con un trinquete interno que solo libera el conector cuando se obtiene la compresión óptima y se completa el ciclo de engarzado.

Ambos tipos de herramientas pueden no tener troquel o venir con troqueles y posicionadores para adaptarse a diferentes tamaños de cables, conectores, configuraciones de engarzado y formas. Las herramientas tipo alicates se utilizan normalmente en aplicaciones que requieren aproximadamente 25 conexiones por turno, mientras que las herramientas tipo trinquete se prefieren para aplicaciones que requieren aproximadamente 100 conexiones por turno.

Las herramientas tipo trinquete garantizan un engarzado consistentemente preciso, así como un alto rendimiento mecánico y eléctrico del conector.

El trinquete realiza una acción de tijera o paralela dentro de la herramienta. Las herramientas con trinquete de acción de tijera son más pequeñas, más livianas y ofrecen una mayor ganancia mecánica, pero producen un engarzado no simétrico. Las herramientas de acción paralela son excelentes para conectores de cilindro abierto porque aseguran un engarce simétrico.

"Las engarzadoras manuales de hoy en día se adaptan a más tamaños de cables, conectores y perfiles de engarzado que nunca", dice Haynes. “Las herramientas vienen en varios tamaños y estilos de mango, y permiten engarzar cables frontales y laterales, generalmente de 30 a 6 AWG. La portabilidad es otra ventaja, tanto en la estación de trabajo como fuera de ella”.

En 2016, Phoenix Contact presentó la herramienta Crimpfox 4 en 1 que corta, pela, retuerce y engarza manualmente casquillos en cables de 20 a 14 AWG. Las tiras de casquillos se guardan en un cargador de tapa transparente en el mango para una fácil identificación. Un bloqueo de presión de cuatro etapas garantiza engarzados de alta calidad.

La línea Centrus de cuatro modelos de la compañía (dos perfiles de engarzado hexagonales y dos cuadrados) se lanzó en 2017 y cuenta con un mango ergonómico con trinquete. El año pasado, la herramienta Duo estilo alicates llegó al mercado. Engarza casquillos simples y dobles y cuenta con una matriz giratoria para entrada frontal o lateral.

Andrasek dice que una buena herramienta manual es aquella que produce un engarce de calidad cuando el trabajador puede cerrar fácilmente el mango sin tener que aplicar fuerza excesiva. Esto es crucial, porque muchos usuarios de engarzadoras manuales son mujeres, y las investigaciones sobre ergonomía muestran que normalmente aplican sólo 20 libras de fuerza en el mango de la herramienta. Los hombres, por el contrario, generan 50 libras.

"Aunque 20 libras no es excesivo, una herramienta con una ganancia mecánica suficientemente alta puede multiplicar esta cantidad de fuerza para producir un buen engarzado de manera consistente", explica Andrasek. “La primera herramienta C-Frame de Pressmaster en 1976 tenía una ganancia mecánica de 23 a 1. En la década de 1990, habíamos aumentado la ganancia a 40 a 1, y hoy es de 50 a 1. Esto significa que sólo se necesitan 20 libras de fuerza en el mango para producir 1000 libras de fuerza de engarzado”.

Durante muchos años, los ensambladores de arneses han utilizado engarzadoras manuales K-Frame de mango largo y corto de Pressmaster. La versión larga mide 10,08 pulgadas, pesa 1,15 libras (solo el marco) y produce una fuerza máxima en el mango de 54 libras. La versión corta mide 8,03 pulgadas, pesa 1,01 libras (solo el marco) y produce una fuerza de mango de 70 libras. Ambos modelos producen una fuerza de engarzado máxima de 2250 libras.

Las características estándar incluyen un trinquete de acción de tijera y una construcción de acero de aleación completamente endurecido. Las herramientas versátiles tienen una vida útil de más de 50.000 ciclos, se pueden calibrar rápidamente y son fáciles de personalizar para usuarios diestros o zurdos. Una almohadilla antideslizante los mantiene en su lugar cuando se los apoya sobre una superficie de trabajo.

Las herramientas de engarce manuales de AutomationDirect son económicas, fáciles de usar y permiten un cambio rápido de troqueles y posicionadores. La compañía ofrece cuatro series que incluyen nueve modelos diseñados para engarzar casquillos, terminales de anillo y otros conectores en cables de 26 a 2 AWG. Los clientes actuales incluyen fabricantes de equipos originales, pequeños talleres e integradores que construyen paneles de control personalizados.

Jim Krebs, comercializador técnico de AutomationDirect, dice que la serie DN-FE es única porque los tres modelos se ajustan automáticamente para engarzar cables de 26 a 8 AWG. Cada modelo viene con un troquel diferente: cuadrado, hexagonal y trapezoidal (giratorio).

Se pueden utilizar nueve troqueles con el mango de herramienta de engarce DN-CT de la empresa. Krebs dice que esta herramienta es especialmente efectiva para engarzar conectores RJ-45 y RJ-12 para cables Ethernet.

Tres de los cuatro modelos de la serie Z+F están diseñados para engarzar férulas simples y dobles y ofrecen cinco, cuatro y dos posiciones de engarzado, respectivamente. El otro modelo engarza terminales aislados con PVC en cables de 20 a 2 AWG y tiene tres posiciones de engarzado.

Otra herramienta manual de AutomationDirect son los alicates Knipex. Tiene 9,25 pulgadas de largo y engarza terminales y conectores aislados y no aislados en cables de 23 a 5 AWG.

Los proveedores recomiendan el uso de una herramienta manual neumática o alimentada por batería cuando una aplicación requiere que el trabajador complete cientos de engarzados por turno. Las herramientas eléctricas pueden usar o no troqueles y posicionadores, pero a diferencia de las herramientas manuales, funcionan con solo presionar un interruptor o presionar un gatillo, en lugar de usar fuerza manual.

Las herramientas neumáticas y alimentadas por baterías aumentan el rendimiento y la flexibilidad de producción; en qué medida depende de la aplicación y la experiencia del operador.

Las engarzadoras neumáticas están conectadas a un suministro de aire y, según el modelo, pueden producir hasta 600 terminaciones por hora. Haynes dice que la desventaja de esta conexión es la movilidad limitada y agrega que las herramientas de engarce neumáticas a menudo funcionan con menos tipos de conectores que las herramientas manuales.

La serie Zap neumática de Phoenix Contact incluye tres modelos que engarzan casquillos de forma trapezoidal en cables de 24 a 8 AWG. Los casquillos cumplen con las normas DIN 46228-1:1992-08 y DIN 46228-4:1990-09 y están engarzados lateralmente en las herramientas. El rango de cables para cada herramienta es de 24 a 16 AWG (modelo 25), de 24 a 12 AWG (40) y de 16 a 8 AWG (100).

La engarzadora de indentación neumática WA22LC-X1 de mano de DMC es liviana, tiene un diseño ergonómico y es capaz de engarzar contactos de tamaño 20 y más pequeños en cables de 32 a 20 AWG. Kelly dice que la herramienta se usa ampliamente tanto en aplicaciones militares como privadas.

La calibración precisa se mantiene mediante un bloque de acero mecanizado de ocho pasos que mantiene tolerancias de calibre más largas que el tornillo de ajuste estándar. Esto da como resultado un alto rendimiento con menos tiempo de inactividad. El gatillo de la herramienta permite un uso fácil por parte de operadores diestros o zurdos.

“Las herramientas de engarce manuales y alimentadas por baterías son excelentes para quienes ensamblan mazos de cables aeroespaciales en tableros de forma con accesorios de enrutamiento y montaje en su lugar”, dice Kelly. "Por lo general, el primer extremo de cada cable se termina con una engarzadora manual de mesa o una máquina automatizada, y el segundo extremo se termina con una engarzadora manual antes de instalar el cable en el conector".

El EMC3300 es un engarzador con batería de iones de litio de DMC que termina muchos tipos de conectores en diferentes tamaños de alambre y cable coaxial. Un mango lateral con resorte abre las mordazas de la herramienta para insertar la matriz, el conector y el cable, luego cierra las mordazas para realizar el engarzado. Este diseño optimiza la productividad de los trabajadores y al mismo tiempo elimina la posibilidad de pillarse los dedos.

El tiempo del ciclo de engarzado es de 1,3 segundos y la herramienta proporciona 250 engarzados por carga (40 minutos). Cuenta con una luz LED incorporada y almacena datos de engarzado que se pueden recuperar fácilmente.

Jim es editor senior de ASSEMBLY y tiene más de 30 años de experiencia editorial. Antes de unirse a ASSEMBLY, Camillo fue editor de PM Engineer, Association for Facilities Engineering Journal y Milling Journal. Jim tiene un título en inglés de la Universidad DePaul.