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Moog Rekofa: Schleifringübertrager mit höchster Zuverlässigkeit

In Baumaschinen werden seit Langem Schleifringübertrager von Moog Rekofa eingesetzt. Diese leiten Strom, Daten, Signale sowie Medien vom Stator zum Rotor einer Maschine. Dadurch können sich Mobil- bzw. Kettenbagger und Krane ohne Rotationseinschränkung, wie beispielsweise durch eine Schleppkette, endlos drehen. Die Maschinenanwender haben einen freien Arbeitsradius und können die Produktivität steigern.

Weil die Bandbreiten in der Kommunikation stetig steigen, gilt es als wichtig, Schleifringtechnologien einzusetzen, die Hochgeschwindigkeitsdaten auch in rauen Umgebungen zuverlässig weitergeben. Heute können Datengeschwindigkeiten von > 1 Gigabit/Sek über die gesamte Lebenszeit einer Maschine verlässlich übertragen werden. Dazu bieten Schleifringe eine umfassende Systemverlässlichkeit, die die Spannungsversorgung sicherstellt und beispielsweise Encoder-Signale an einen endlos rotierenden Part übergibt.

Kontaktmaterialien und Kontaktdesign

Bei der Datenübertragung mit hohen Bitraten haben Kontaktmaterialien einen erheblichen Einfluss auf die Datenqualität. Daher setzt Moog auf Kontakte aus Edelmetallen. Die nicht-reaktiven Metalle sind korrosionsbeständig und wirken der Oberflächenfilmbildung entgegen, um einen kontinuierlich niedrigen Durchgangswiderstand zu garantieren. Die Stromabnehmer wurden für die Schwingungs- und Stoßbeanspruchung in Baumaschinen ausgelegt. Moog Rekofa arbeitet hier mit einem millionenfach im Einsatz befindlichen Schleifringsystem. Hierbei werden sowohl je nach Anwendung definierte Kontaktpaarungen eingesetzt, als auch physikalische Abstände und Abschirmungen eingehalten.

Umgebungsschutz

Schleifringe benötigen ein Schutzgehäuse, um die gleitenden elektrischen Kontakte vor Verunreinigungen aus der Umgebung zu schützen. Moog Rekofa bietet hier die Schutzklasse bis zu IP69K nach ISO 20 653, weil einer der häufigsten Gründe für den Ausfall eines Schleifringübertragers ein Leck im Umgebungsschutz sein kann. Dabei würden ungeschützte elektrische Kontakte der Fremdverschmutzung ausgesetzt. Verunreinigungen können zum Ausfall des Systems führen. Die geeignete Konstruktion des Gehäuses (siehe Kasten »Fakten«) ist für die Datenübertragung entsprechend genauso wichtig, wie die Konstruktion der elektrischen Kontakte und die Oberflächengüte der Schleifbahnen.

Kommunikationsprotokolle

Eine breite Palette von Protokollen oder Formaten wird für die Kommunikation zwischen elektrischen Geräten, Anlagen und Bauteilen verwendet. In Bau­maschinen ist die Datenübertragung eines auf CAN-Bus (Controller Area Network) basierenden Protokolls häufig. Mit einer maximalen Datenübertragungsrate von 1 Mbit/Sek, werden die Daten differenziell über symmetrische Twisted-Pair-Kabel übertragen, woraus es auch eine hohe Störfestigkeit und Fehlertoleranz bezieht. Die Nennimpedanz der Leitungen bei CAN beträgt 120 Ohm, die Schleifringübertrager von Moog Rekofa werden unter Betrachtung dieses Wertes konstruiert. Mehrpolige Steckverbinder können als Schnittstelle für die CAN-Kanäle eingesetzt werden. Die Schleifringübertrager von Moog übertragen CAN-Daten mit einer BFH größer als 10 – 12. Das gleiche gilt für alle Feldbusprotokolle mit einer ­Datenrate von 10 Mbit/Sek oder niedriger. Wenn die maximale CAN-Signalrate mit 1 Mbit/Sek nicht ausreicht oder wenn eine vollständig vernetzte Gesamtlösung notwendig ist, setzt man meist auf Ethernet.


Sowohl Fast- als auch Gigabit-Ethernet können über Schleifringübertrager von Moog Rekofa übertragen werden. Sie entsprechen den Spezifikationsanforderungen in den Bereichen Überlagerung, Einfügungsdämpfung, Rückflussdämpfung und Signal/Rausch­abstand. Bei extremen EMV-Belastungen werden spezielle Gehäuse eingesetzt, es kann aber auch auf eine berührungslose Datenübertragung zurückgegriffen werden.

Videosignale setzen sich bei Baumaschinen ebenso immer häufiger durch, als Sicherheitsaspekt, um die Produktivität zu erhöhen oder im Falle von fernbedienter Ausrüstung. Schleifringe von Moog Rekofa können analoge und digitale Bildinhalte übertragen. Dabei wurden die Schleifringe so konstruiert, dass sie Überlagerungen von »störenden« Schaltkreisen minimieren und eine Abschirmung für den gesamten Schleifring erzeugen. Seit Langem wird diese Technik beispielsweise in Drehleiterfahrzeugen oder Scheibenklebeanlagen in der Fahrzeugproduktion eingesetzt – in diesen Anwendungen auch mit Diagnosefunktion des Datenbus.    t

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