Datenübertragung? Aber sicher!
Beim Entwerfen eines Schleifrings müssen die Ingenieure mehrere Faktoren berücksichtigen, je nach Anwendung. Dazu zählen HF-Abschirmung, Verarbeitung von gemischten Signalen, Kontaktwiderstand und Anpassung von Hochfrequenzimpedanzen. Zu weiteren wichtigen Überlegungen zählen Betriebstemperatur, Produktlebenszyklus, Umgebungsbedingungen und Einbauraum.
Eine der größten Herausforderungen bei einem Design mit hohen Breitbandanforderungen ist die elektromagnetische Störung (EMI). Da die Industriebranche mehr denn je mit dem Internet vernetzt ist, müssen Ethernet und Ethernet-Signale bis 1 GBit zusammen mit dem Strom über die Schleifringe übertragen werden. Diese Signale können sehr empfindlich auf externe elektrische Störungen reagieren, insbesondere durch die Stromkanäle, die EMI in Motoranwendungen verursachen können.
Es sind entsprechende HF-Designtechniken erforderlich, um sicherzustellen, dass EMI die Datenintegrität nicht beeinträchtigt. Die Ingenieure müssen solide Techniken zur HF-Abschirmung und zur physikalischen Isolierung zwischen EMI-Quellen verwenden, um die Störungen durch Quellen in der Nähe zu minimieren. Es ist wichtig, dass die Abschirmung über einen separaten Kanal im Schleifring verfügt, um die elektrische Verbindung zwischen Rotor- und Statorabschirmung zu vervollständigen. Über diesen separaten Kanal profitiert die abgeschirmte Energie von einer guten Erdung.
Um die Datenintegrität zu maximieren, ist es besonders wichtig, das elektrische Bürstenrauschen zu berücksichtigen – eine Kennzahl für den Kontaktwiderstand für jeden elektrischen Kanal, wenn sich der Schleifring dreht. Auch die Qualität der Datensignalübertragung – gemessen in verlorenen Paketen pro Million – sollte beachtet werden.
Designer müssen auch die Umgebungsmerkmale kennen, die eine enorme Auswirkung auf die Gleitkontakte haben können. Dazu zählen Schutzklasse sowie Schock und Vibrationen, die sich auf die Abdichtungsanforderungen auswirken, sowie die Art der Gleitkontakttechnologie und die Position der Kontakte.
Einige der wichtigen Designmerkmale für die Auswahl eines Schleifrings:
| Merkmale: | Fragen: |
|---|---|
| Übertragungstechnologie (Bürsten): |
Womit wird der Strom oder das Signal von der stationären Quelle zur rotierenden Komponente übertragen? |
| Konnektivität: | Wie ist der elektrische Anschluss an der stationären als auch an der rotierenden Komponente? |
| Betriebsgeschwindigkeit: | Wie hoch ist die Drehzahl (U/min) des Geräts? |
| Gehäuse: | Welche Materialien und Abdichtungen werden verwendet, um einen einwandfreien Betrieb des Schleifrings in der Umgebung sicherzustellen? |
Schleifringe sind sowohl in Standard- als auch in individuellen Konfigurationen verfügbar. Standardprodukte werden in erster Linie für Basisanwendungen genutzt. Individuelle Designs hingegen sind oft für kritische Anwendungen erforderlich, die bestimmte Anforderungen an Leistung und Betrieb erfüllen müssen.