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Esempio 3: provato, provato, provato! "Milioni di doppie corse" in una catena portacavi

Applicazione scorrevole come base della struttura della prova

 

Cavi profibus per un uso industriale in posa mobile permanente

Gli utenti fanno fatica a ottenere una panoramica del mercato dei cavi. La concorrenza tra i fornitori di cavi si intensifica e i produttori cercano di superarsi reciprocamente nelle loro promesse di "garantire una durata d'esercizio per i cavi usati nelle catene portacavi". Quando si parla della durata d'esercizio dei cavi usati in applicazioni che richiedono il movimento, i cataloghi dichiarano dieci milioni - o perfino 50 milioni - di doppie corse.
Analizzando più attentamente le cifre dichiarate, ci si deve chiedere come sono state fatte le prove o quanto sono realistiche le prove eseguite (per esempio la lunghezza della corsa, i raggi di prova ecc.) per essere in grado di fornire una tale garanzia. Anche le informazioni secondo le quali i cavi sono stati provati in conformità con la VDE (l'Associazione di elettrotecnici tedesca) 0472, Parte 603, metodo H, non sono utili per determinare la durata d'esercizio di un cavo in catene portacavi perché la prova sui rulli non può fornire alcun risultato conclusivo e non esistono prove VDE per i cavi speciali nelle catene portacavi.

Differenze nella durata d'esercizio

All'inizio del 2002 al laboratorio sperimentale di igus è stato commissionato un test per valutare la durata d'esercizio dei cavi profibus in una applicazione reale. L'obiettivo era di esaminare qualsiasi differenza nella durata d'esercizio tra il cavo di igus CFBUS.001 chainflex® e un altro cavo profibus leader di mercato. I parametri necessari per la prova sono stati selezionati in base ai dati contenuti nel catalogo del concorrente:


Dettagli del catalogo Oggetto della prova "A"
Cavo profibus
a doppio conduttore
Oggetto della prova "B"
igus® chainflex®
CFBUS.001
 
sezione (2 x AWG24)C (2 x 0.25 mm2)C
Garantito a vita Min. 4.0 milioni di cicli Va determinato in
una prova
raggio di curvatura > = 60 mm 85 mm
diametro 8,0 mm 8,5 mm
Dettagli del catalogo come nel 2002 come nel 2002

Parametri della prova secondo i dati del catalogo del concorrente

Si è scelta come struttura adeguata per la prova un'applicazione a scorrimento perchè i sistemi con cavi profibus sono solitamente usati in questo ambito data l'integrità dei dati, in particolare in corse e distanze di trasmissione lunghe.

Pe poter eseguire una prova non distruttiva e ottenere un numero elevato di cicli di flessione in un breve lasso di tempo, è stato realizzato un vero precorso di trasmissione profibus. Nell'estremità fissa della catena di prova in un PC c'era una scheda master profibus. Nella parte mobile è stato posizionato un collegamento al profibus slave. Questo ha permesso di determinare la velocità di trasmissione con l'aiuto di un programma di diagnosi. Si poteva indicare qualsiasi pacchetto dati che poteva essere stato trasmesso in modo errato. La massima velocità di trasmissione possibile è stata impostata su 12 megabits/s.

La prova fondamentale, avviata all'inizio del 2002 e ancora in corso oggi, ha mostrato che solo un numero relativamente ridotto di cicli (420.000) ha provocato il guasto totale dell'articolo "A" della prova che, secondo il catalogo del concorrente avrebbe dovuto funzionare in modo sicuro per almeno 4,0 milioni di cicli. L'effettiva durata d'esercizio raggiunta differisce da quella indicata nel catalogo di almeno dieci volte.

D'altro lato l'articolo "B" del test, il CFBUS.001, è ancora oggetto della prova senza trasmettere dati errati. Finora ha completato oltre 14,0 milioni di cicli.

Struttura e materiali

La ragione principale delle maggiori differenze nella durata d'esercizio è dovuta ai diversi parametri strutturali dell'articolo "A" e "B" (CFBUS.001) oltre ai diversi materiali usati per produrre i cavi. L'isolante del conduttore del bus era composto da materiale espanso per entrambi gli articoli della prova. I vantaggi elettrici di questo materiale hanno permesso di raggiungere migliori proprietà di trasmissione. Tuttavia, uno svantaggio di questo materiale è la sua debolezza se sottoposto a sollecitazioni contrarie. Le forze che influenzano la coppia bus dovrebbero essere assorbite dalla guaina per alleviare la sollecitazione meccanica dell'isolante del conduttore.

Guaina altamente elastica

Per questa ragione l'articolo "B" (igus®) è stato dotato di una guaina di riempimento meccanicamente superiore con internoin TPE estruso per proteggere la coppia bus dalle influenze meccaniche durante la flessione. L'elemento che funge da guaina deve essere estremamente elastico. Una guaina meccanicamente inferiore realizzata in materiale di riempimento non costoso serve solo a rendere arrotondata la copia bus, come i riempimenti o i nastri usati di frequente, ma non è in grado di proteggere i bus dall'elevato grado di sollecitazione meccanica presente nella catena. Le forze di trazione e compressione che si verificano influenzano principalmente quelle parti del conduttore del cavo in cui c'è una rottura nella guaina.


Parametri della prova  
 
Distanza del viaggio: S = 5,0 m
Velocità approssimativa: V = 3,5 m/s
Accelerazione approssimativa: a = 7,5 m/s2
Raggio approssimativo: 55 mm


Da un lato la guaina dell'articolo di prova ”B“ (CFBUS.001) è caratterizzata da un rivestimento a riempimento totale e meccanicamente superiore in TPE che sgrava meccanicamente la coppia bus, fissa i conduttori in una posizione definita e si piega. La guaina dell'articolo di prova ”B“ (CFBUS.001) da un lato è caratterizzata da un rivestimento a riempimento totale in TPE meccanicamente superiore che sgrava meccanicamente la coppia bus, fissa i conduttori in una posizione definita e si piega. Il passo estremamente corto delle cordature dei conduttori e il cavo speciale assicurano inoltre che nessuna forza di trazione o compressione elevata abbia un impatto sulla lunghezza del conduttore.

Numero di doppie corse provate  
Rivestimento rotto

Un rivestimento meccanicamente di bassa qualità non può proteggere la coppia bus dai carici meccanici elevati all'interno della Catena portacavi.

 

Approvazione UL e CSA

Ora i cavi chainflex® CFBUS sono disponibili anche per tutti i sistemi bus nei settori standard e dotati di approvazione UL e CSA e della conformità con DESINA. La guaina esterna in TPE altamente resistente all'abrasione e ritardante la fiamma è estrusa nell'intera schermatura intrecciata con un angolo a torsione regolata per dare al cavo ulteriore stabilità.

Gli elementi bus intrecciati con un passo di cordatura particolarmente corto sono protetti da una guaina interna in TPE estrusa che riempie i vuoti.

Come per tutti i cavi chainflex®, i nuovi cavi bus standard della serie CFBUS sono ora disponibili a magazzino, senza costi di taglio o costi supplementari per piccole quantità.

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