Exemplo 3: testado, testado, testado! "Milhões de cursos duplos" na cadeia de energia

Diferenças na vida útil

No início de 2002, o próprio laboratório de testes da igus® encomendou um estudo fundamental sobre o assunto "a vida útil dos cabos Profibus em aplicações reais". O objetivo era investigar possíveis diferenças na vida útil entre o cabo chainflex® CFBUS.001 da igus® e um cabo Profibus de um líder de mercado. Os parâmetros de teste necessários para isso foram selecionados com base nos dados do catálogo do concorrente:

Uma configuração de teste sensata para esse cabo é sempre uma aplicação de deslizamento, já que os sistemas Profibus são usados aqui devido à sua segurança de dados, especialmente para distâncias de deslocamento mais longas e caminhos de transmissão mais longos.

Para permitir testes não destrutivos e, assim, obter um grande número de ciclos de flexão em um curto espaço de tempo, uma linha de transmissão Profibus real foi especialmente construída. Uma placa de plug-in mestre Profibus está localizada em um PC na extremidade fixa da cadeia de teste. Os cabos a serem analisados são usados para estabelecer uma conexão com um escravo Profibus localizado na extremidade móvel. Isso permite que a taxa de transmissão seja definida usando um programa de diagnóstico. Os pacotes de dados que podem ter sido transmitidos incorretamente podem ser exibidos. Foi definida a maior taxa de transmissão possível de 12 Mbit/s.

A investigação básica iniciada no começo de 2002, e que continua até hoje, levou a uma falha total da amostra de teste "A" após um número comparativamente baixo de golpes de apenas 420.000 DH, que, de acordo com as especificações do catálogo, deve funcionar de forma confiável por pelo menos 4,0 milhões de ciclos. Isso significa que a vida útil realmente alcançada se desvia dos valores do catálogo por um fator de 10.

Em contraste, o espécime de teste "B", o CFBUS.001, ainda está sendo testado sem transmissões de dados defeituosas. Enquanto isso, mais de 14,0 milhões de golpes duplos foram obtidos.

Projeto e materiais

Os principais motivos para a diferença considerável na vida útil são os diferentes parâmetros de projeto entre o espécime de teste "A" e o espécime de teste "B" (CFBUS.001), bem como os diferentes materiais usados no projeto do cabo. O isolamento do núcleo do barramento consiste em um material espumado em todos os espécimes de teste. Suas especificações elétricas favoráveis garantem que as propriedades de transmissão especificadas pela norma sejam alcançadas. Entretanto, uma desvantagem desse material é sua resistência mecânica desfavorável à fadiga por flexão. As forças que atuam no par de barramentos durante a flexão devem ser absorvidas pelo revestimento do elemento para aliviar a tensão mecânica do isolamento do núcleo.

Invólucro de elemento altamente elástico

O espécime de teste "B" (igus®) foi, portanto, fornecido com um TPE extrudado de alta qualidade mecânica, interno ou com preenchimento de gusset da jaqueta do elemento para proteger o par de barramentos de influências mecânicas durante o processo de flexão. A jaqueta do elemento deve ser altamente elástica. Uma jaqueta de elemento mecanicamente inferior feita de enchimentos baratos - assim como enchimentos ou faixas, que são frequentemente usados em muitos outros princípios de projeto - serve apenas para arredondar o par de barramentos. No entanto, ela não é capaz de protegê-lo da alta carga mecânica da corrente. As forças de tração e compressão que ocorrem dentro do cabo acabam atuando no núcleo, especialmente nos pontos em que o revestimento do elemento é rompido.

O design da amostra de teste "B" (CFBUS.001) é caracterizado por um invólucro de elemento TPE de alta qualidade mecânica e com preenchimento de reforço. Ele alivia mecanicamente o par de barramentos, fixa o núcleo em uma posição definida e o arredonda.

Além disso, os comprimentos extremamente curtos do núcleo e os condutores especiais garantem que nenhuma tensão alta de tração ou compressão atue em um comprimento longo do núcleo. Isso significa que raios de curvatura relativamente baixos podem ser obtidos com um grande número de ciclos.

Novo: aprovação UL e CSA

Os cabos chainflex® CFBUS agora também estão disponíveis com aprovação UL e CSA e são compatíveis com DESINA para todos os sistemas fieldbus comuns. A capa externa de TPE altamente resistente à abrasão e retardante de chamas é extrudada sob alta pressão na blindagem geral trançada, que é fabricada com um ângulo de trança coordenado para proporcionar estabilização adicional ao cabo.

Os elementos do barramento, que são trançados com um comprimento de passo particularmente curto, são protegidos por um revestimento interno de TPE extrudado com preenchimento de reforço e atendem aos parâmetros de barramento exigidos graças à seleção de materiais isolantes e processos de fabricação coordenados.

Como todos os cabos chainflex®, a nova série CFBUS agora está disponível em estoque sem custos de corte ou sobretaxas de quantidade mínima para todos os barramentos de campo comuns.