Voorbeeld 3: getest, getest, getest! "Miljoen dubbelslag" in de kabelrups

Verschillen in levensduur

Begin 2002 gaf het eigen testlaboratorium van igus® daarom opdracht tot een fundamentele studie over "de levensduur van Profibus-kabels in reële toepassingen". Het doel was om mogelijke verschillen in levensduur te onderzoeken tussen de chainflex® kabel CFBUS.001 van igus® en een Profibus kabel van een marktleider. De hiervoor benodigde testparameters werden geselecteerd op basis van de catalogusgegevens van de concurrent:

Een zinvolle testopstelling voor deze kabel is altijd een glijdende toepassing, aangezien Profibus-systemen hier worden gebruikt vanwege hun databeveiliging, vooral voor langere reisafstanden en langere transmissiepaden.

Om niet-destructief testen mogelijk te maken en zo een groot aantal buigcycli in korte tijd te realiseren, werd speciaal een echte Profibus transmissielijn gebouwd. Een Profibus master plug-in kaart bevindt zich in een PC aan het vaste einde van de testketen. De te analyseren kabels worden gebruikt om een verbinding tot stand te brengen met een Profibus slave aan het bewegende uiteinde. Zo kan de transmissiesnelheid worden bepaald met behulp van een diagnoseprogramma. Datapakketten die mogelijk verkeerd zijn verzonden, kunnen worden weergegeven. De hoogst mogelijke transmissiesnelheid van 12 Mbit/s werd ingesteld.

Het basisonderzoek dat begin 2002 werd gestart en vandaag nog steeds voortduurt, leidde tot een totale uitval van het testexemplaar "A" na een relatief laag aantal slagen van slechts 420.000 DH, dat volgens de catalogusspecificaties minstens 4,0 miljoen cycli betrouwbaar zou moeten functioneren. Dit betekent dat de werkelijk bereikte levensduur een factor 10 afwijkt van de cataloguswaarden.

Het testexemplaar "B", de CFBUS.001, wordt daarentegen nog steeds getest zonder foutieve gegevensoverdracht. Ondertussen zijn er meer dan 14,0 miljoen dubbele slagen gemaakt.

Ontwerp en materialen

De belangrijkste redenen voor het aanzienlijke verschil in levensduur zijn de verschillende ontwerpparameters tussen het testexemplaar "A" en het testexemplaar "B" (CFBUS.001), evenals de verschillende materialen die gebruikt zijn bij het ontwerp van de kabel. De kernisolatie van de bus bestaat in alle testexemplaren uit een geschuimd materiaal. De gunstige elektrische specificaties zorgen ervoor dat de transmissie-eigenschappen die door de norm worden gespecificeerd, worden bereikt. Een nadeel van dit materiaal is echter de ongunstige mechanische buigvermoeiingssterkte. De krachten die tijdens het buigen op het buspaar inwerken, moeten worden geabsorbeerd door de elementmantel om de mechanische spanning van de kernisolatie te verlichten.

Zeer elastische elementmantel

Het testexemplaar "B" (igus®) werd daarom voorzien van een mechanisch hoogwaardige, geëxtrudeerde TPE binnen- of elementmantelvulling om het buspaar te beschermen tegen mechanische invloeden tijdens het buigproces. De elementmantel moet zeer elastisch zijn. Een mechanisch inferieure elementmantel van goedkope vulmiddelen - net als vulmiddelen of banderollering, die vaak worden gebruikt in veel andere ontwerpprincipes - dient alleen om het buspaar af te ronden. Het is echter niet in staat om het te beschermen tegen de hoge mechanische belasting in de ketting. Trek- en compressiekrachten in de kabel werken uiteindelijk in op de kern, vooral op die punten waar de elementmantel is gebroken.

Het ontwerp van het testexemplaar "B" (CFBUS.001) wordt gekenmerkt door een mechanisch hoogwaardige, tulevullende TPE-elementomhulling. Deze ontlast het buspaar mechanisch, fixeert de kern in een gedefinieerde positie en rondt deze af.

Bovendien zorgen de extreem korte leglengtes van de kern en de speciale geleiders ervoor dat er geen hoge trek- of drukspanningen op een lange kernlengte inwerken. Dit betekent dat relatief lage buigradiussen kunnen worden gerealiseerd met hoge aantallen cycli.

Nieuw: UL- en CSA-goedkeuring

Chainflex® CFBUS-kabels zijn nu ook verkrijgbaar met UL- en CSA-goedkeuring en zijn DESINA-conform voor alle gangbare veldbussystemen. De zeer slijtvaste, vlamvertragende TPE-buitenmantel wordt onder hoge druk geëxtrudeerd op de gevlochten buitenmantel, die wordt vervaardigd met een gecoördineerde vlechthoek om de kabel extra te stabiliseren.

De buselementen, die geslagen zijn met een bijzonder korte steeklengte, worden beschermd door een met spleten gevulde geëxtrudeerde TPE-binnenmantel en voldoen aan de vereiste busparameters dankzij de selectie van op elkaar afgestemde isolatiematerialen en fabricageprocessen.

Net als alle chainflex®kabels is de nieuwe CFBUS-serie nu uit voorraad leverbaar zonder snijkosten of minimumhoeveelheidstoeslagen voor alle gangbare veldbussen.