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Beispiel 9: getestet, Schnelle Bilder

Schnelle Bilder in Industrieanwendungen: USB, FireWire

 

Mit steigender Auflösung und Abtastfrequenzen moderner digitaler Visualisierungssysteme wachsen zwangsläufig auch die zu übertragenden Datenmengen rasant an.
Speziell hierfür wurden von der Industrie schnelle Bussysteme übernommen, die im Consumerbereich für ähnliche Datenmengen Anwendungen finden. Typische Vertreter sind hier Bussysteme wie zum Beispiel FireWire (1394a und 1394b), USB (2.0), sowie Gigabit Ethernet oder auch CameraLink.

Alle diese Bussysteme bedürfen spezieller Leitungen, welche insbesondere für den Konsumerbereich von zahllosen Herstellern zu Spotpreisen angeboten werden. Viele dieser, häufig vorkonfektionierten, Leitungen sind nur für die statische Verlegung oder geringe mechanische Beanspruchung entwickelt und gefertigt.

Werden solche Leitungen in industrieller Umgebung mit all den bekannten Parametern, wie Chemiekalien, EMV- und mechanischer Belastung, beansprucht, sind kostspielige Produktionsausfälle unausweichlich.

Hierbei handelt es sich nicht nur um "echte" Ausfälle, wie zum Beispiel Aderbruch oder Kurzschlüsse der Litzen, sondern Fehler können sich durch Veränderung der kapazitiven Eigenschaften schleichend mit einer Reduzierung der möglichen Übertragungsraten und erhöhter Dämpfung bemerkbar machen.
Bei Lichtwellenleitern kann der Einsatz minderwertiger Materialien und einem mangelhaftem mechanischen Aufbau zu einer Eintrübung der Fasern und somit ebenfalls zu reduzierten Datenraten führen.

Eine echte Fehlersuche an Busleitungen ist nur mit sehr teurem Equipment und großem Zeitaufwand möglich. Je nach Position der Beschädigung treten die Fehler auch nur sporadisch während des Betriebes auf und lassen sich bei gestoppter Anlage überhaupt nicht nachweisen.

Die guten Erfahrungen in tausenden Anwendungen mit klassischen Feldbusleitungen, z.B. Profibus, Interbus, DeviceNet etc., und der Wunsch vieler Kunden nach vergleichbaren Leitungen auch für oben genannte Hochgeschwindigkeits-Bussysteme führten daher bei igus® zur Entwicklung einer eigenen Leitungsserie, unter anderem mit folgenden Leitungstypen:

Das Hauptaugenmerk lag in der Entwicklung auf mechanisch stabilen Leitungskonstruktionen um die kapazitiven und induktiven und optischen Eigenschaften über eine hohe Zyklenzahl zu gewähren.
Auch beim mechanischen Aufbau der Schirme wurde durch Werkstoffauswahl und spezielle Fertigungsverfahren auf eine lange Lebensdauer hingearbeitet.

in industriellem Umfeld spielen nicht nur die elektrischen und mechanischen Eigenschaften eine Rolle, sondern auch die Beständigkeit gegen unterschiedlichste Medien wie Öle, Kühlschmierstoffe oder ähnliches. Der bewährte Außenmantelwerkstoff TPE hat seine Tauglichkeit bereits in vielen tausend Anwendungen an anderen igus®-Leitungen bewiesen.

Bei igus® werden alle Leitungen ausgiebigen Test im eigenen Labor unterzogen, doch für eine solche Aufgabenstellung existieren keine aussagekräftigen Testverfahren, so dass die igus®-Ingenieure einen sehr pragmatischen Weg wählten.

Verschiedene Industriekameras wurden auf einem schnellen Linearmotor mit einer Geschwindigkeit von 2 m/s, einer Beschleunigung von 5 m/s2und einem Verfahrweg von 600 mm verfahren, während in den verwendeten e-ketten® ständig die Busleitungen bewegt wurden.

1

Verseilte Zugentlastungselemente

2

Gelgefüllte, armierte Faserumhüllung

3

Zwickelfüllend extrudierter PUR-Mantel

Querschnitt "chainflex®"-LWL-Leitung von igus®.

 
Testaufbau:
10 m CFBUS.055 FireWire (1394a)

in einer e-kette® der Serie B10.015.125 mit über 6 Mio. Bewegungen mit einer FireWire 1394a Kamera getestet.

10 m CFBUS.066 (USB 2.0)

in einer e-kette® der Serie B10.015.100 mit über 3,5 Mio. Bewegungen mit einer USB 2.0 Kamera getestet.

10 m CFLG.2HG.MF.50/125

in einer e-kette® der Serie B10.015.075 mit über 3,0 Mio. Bewegungen mit einer Fire-Wire 1394b Kamera mit optischem Ausgang getestet.

 

Trotz der langen Leitungslängen insbesondere bei USB und FireWire konnte selbst nach dieser Hubzahl keine Beeinträchtigung der Bildqualität festgestellt werden. Dieser nicht wissenschaftliche aber praxisorientierte Versuch beweist die Industrietauglichkeit dieser Hochgeschwindigkeitsbusleitungen eindeutig.
Dieser Versuch ist nicht abgeschlossen und wird noch weitergeführt.

Mehr Informationen zu Chainflex® Leitungen