Beispiel 10: getestet, Licht in der Kälte

Licht in der Kälte – igus® Gradienten-Glasfaserleitung im Tiefkühltest

Um große Datenmengen in Bussystemen bei hohen Geschwindigkeiten auf lange Strecken sicher zu übertragen, ist die igus® Gradienten-Glasfaserleitung des Typs CFLG.G bereits in unzähligen Krananwendungen zum Standard geworden.Unempfindlich gegen EMV-Belastung, beständig gegen harte Umwelteinflüsse machen den Einsatz gemeinsam mit Energieversorgungsleitungen in sehr langen Verfahrwegen möglich.

Doch was ist mit Krananlagen in Regionen mit extrem tiefen Temperaturen? Verringert sich die maximal mögliche Leitungslänge von mehreren hundert Metern durch Dämpfungssteigerung bei tiefen Temperaturen, oder bricht die Leitung bei Extremanwendungen von z.B. –40 °C?

Die empfindlichen Glasfasern werden in einem gelgefüllten Hohlraum geführt. Wie verhält sich das Gel bei hochdynamischen Verhältnissen und was passiert bei Wiedereinschalten nach langen Stillstandszeiten? In einschlägigen Fachpublikationen gab es keine präzisen Aussagen zu diesem Thema, insbesondere über die Temperatureigenschaften des Gels war wenig bekannt, also gehört es zur igus® Philosophie mit eigenen Tests verlässliche Angaben für Anwendungen in e-ketten® zu ermitteln.
Speziell für diese Aufgabenstellung wurde im igus® Versuchslabor ein Kühlcontainer, in dem Dauertemperaturen von -40 °C erzeugt werden können, aufgestellt und mit einem Versuchsaubau für lange Verfahrwege bis zu 7 m, einer Geschwindigkeit von 1,6 m/s und einer Beschleunigung bis zu 6 m/s2 bestückt.
Getestet wurde die igus® Gradienten-Glasfaserleitung CFLG.6G.50/125.TC. Die Leitung wurde mit einer Länge von ca.15 m als Schlaufe in ein igus® e-kettensystem® 3500.125.200.0 mit einem Radius von 200 mm getestet.

Unterschiedliche, extreme Temperaturkurven dienten dabei zur Simulation der Umgebungseinflüsse, insbesondere wenn bei Stillstand von Plus-Graden auf -40 °C in kürzester Zeit herunter gekühlt wurde und anschließend die Bewegung wieder eingesetzt wurde.

Auch unter diesen Einsatzbedingungen sollte die Dämpfung der Leitung nicht über 3 dB bei 850 nm Wellenlänge ansteigen. Die maximale Dämpfung liegt nach einer Million Doppelhüben, das entspricht ca. 7000 Kilometern Laufleistung, immernoch deutlich unter 3 dB.

Die im Diagramm verdeutlichten Messungen lassen erkennen, dass ausgeprägte Temperaturschwankungen in der Kombination mit der Dauerbewegung in der e-kette® nur geringe Auswirkungen auf die Dämpfung der CFLG.6G.TC-Leitungzeigen. Die erkennbare hohe Anfangsdämpfung ist auf die verwendeten Stecker zurück zu führen und spiegelt auch hier die Realität wieder, da in der Praxis zu 90 % mit steckbaren LWL-Leitungen in der Automatisierung gearbeitet wird.

Der Versuch mit der igus®-Leitung verdeutlicht klar, dass nur realistische und durchaus sehr kostspielige Versuche Klarheit über die Lebensdauer von Leitungen bringen können.