{"id":6985,"date":"2017-07-27T19:25:00","date_gmt":"2017-07-27T19:25:00","guid":{"rendered":"https:\/\/servotecnica.com\/was-ist-ein-schleifring\/"},"modified":"2023-04-21T14:13:19","modified_gmt":"2023-04-21T14:13:19","slug":"was-ist-ein-schleifring","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/servotecnica.com\/de\/was-ist-ein-schleifring\/","title":{"rendered":"Was ist ein Schleifring?"},"content":{"rendered":"\n<p>Schleifringe sind elektromechanische Ger\u00e4te, die kontinuierlich Energie und elektrische Signale von einem statischen Bauteil auf ein rotierendes Bauteil und umgekehrt \u00fcbertragen.&#13;\nSolche Vorrichtungen haben viele Namen, darunter Drehkupplungen, elektrische Drehkupplungen, Schleifkontakte usw.&#13;\nEs liegt auf der Hand, dass diese L\u00f6sung mit ihrer F\u00e4higkeit zur kontinuierlichen Drehung die Montage erheblich vereinfacht und die Notwendigkeit komplexer gelenkiger Verkabelungssysteme und das damit verbundene Risiko von Besch\u00e4digungen und Ausfallzeiten \u00fcberfl\u00fcssig macht, wodurch sich der Wartungsaufwand drastisch verringert.&#13;\nJe nach \u00dcbertragungstechnologie k\u00f6nnen Schleifringe Leistung, Daten oder beides zusammen \u00fcbertragen; ihre Leistungs\u00fcbertragungskapazit\u00e4t reicht von mW bis MW, je nach den Anforderungen der Anwendung und der Konfiguration; bei den Daten kann es sich um digitale oder analoge E\/A handeln, einschlie\u00dflich Feldbusdaten bis zu 1 Gb\/s.<\/p>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Typen von Schleifringen<\/h2>\n\n<p>Angesichts der vielf\u00e4ltigen Einsatzm\u00f6glichkeiten von Schleifringen wurde eine Vielzahl von Kontakttechnologien entwickelt, bei denen unterschiedliche Konfigurationen und Materialien zum Einsatz kommen. Derzeit gibt es 4 Haupttypen von Kontakten.<\/p>\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Leitf\u00e4higer Block<\/li><li>Fl\u00fcssiges Metall<\/li><li>Faserb\u00fcrste<\/li><li>Drahtlos<\/li><\/ul>\n\n<hr class=\"wp-block-separator\"\/>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Leitf\u00e4hige Blockschleifringe<\/h2>\n\n<p>Leitf\u00e4hige Blockschleifringe (auch Kohleb\u00fcrstenschleifringe genannt) sind wahrscheinlich die einfachste Konfiguration. Sie werden vor allem f\u00fcr Anwendungen mit niedrigem Technologieniveau verwendet, typischerweise f\u00fcr die \u00dcbertragung von Strom oder einfachen Signalen. Die B\u00fcrsten bestehen aus Bl\u00f6cken, die so geformt sind, dass sie die Ringe ber\u00fchren. Das Material der Bl\u00f6cke kann von klassischem Graphit f\u00fcr die Strom\u00fcbertragung bis hin zu komplexeren Edelmetalllegierungen f\u00fcr die Signal\u00fcbertragung reichen. Die B\u00fcrsten sind in der Regel federbelastet, um den Kontakt mit den Ringen bei St\u00f6\u00dfen und Vibrationen aufrechtzuerhalten und den Verschlei\u00df auszugleichen. Diese Technologie unterliegt einer hohen Verschlei\u00dfrate und erfordert eine regelm\u00e4\u00dfige Wartung, um zu verhindern, dass sich leitf\u00e4higer Staub im Schleifring ansammelt.<\/p>\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table><tbody><tr><td><strong>Profis<\/strong><\/td><td><strong>Nachteile<\/strong><\/td><\/tr><tr><td>Hohe Leistungsdichte der Schaltkreise<\/td><td>Kontinuierliche Wartung<\/td><\/tr><tr><td>Einfache kundenspezifische Anpassung f\u00fcr mechanische Baugruppen im Haus, da die B\u00fcrsten und Ringe separat erh\u00e4ltlich sind<\/td><td>Nicht geeignet f\u00fcr komplexe Signal\u00fcbertragungen (Encoder, Feldbusanwendungen, etc.)<\/td><\/tr><tr><td>Geringe Kosten<\/td><td>Bei Vorhandensein von Staub kann es zu Funkenbildung kommen<\/td><\/tr><tr><td><\/td><td>Hohe dynamische Widerstandsschwankungen (Rauschen)<\/td><\/tr><tr><td><\/td><td>Die Kontaktkreise sind \u00e4hnlich gro\u00df wie die Stromkreise<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/conductive-blocks-en.webp\" alt=\"\" class=\"wp-image-6310\" width=\"571\" height=\"217\" srcset=\"https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/conductive-blocks-en.webp 1100w, https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/conductive-blocks-en-768x293.webp 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 571px) 100vw, 571px\" \/><\/figure><\/div>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Fl\u00fcssiges Metall<\/h2>\n\n<p>Dies war fr\u00fcher der am h\u00e4ufigsten verwendete Typ, da er eine hohe Leistung bei geringem Platzbedarf bietet. Er verwendet keine B\u00fcrste\/Ring-Konfiguration. Stattdessen wird ein leitf\u00e4higes Fl\u00fcssigmetall verwendet, um Strom und Signale zwischen den statischen und rotierenden Komponenten zu \u00fcbertragen. Quecksilber ist das am h\u00e4ufigsten verwendete fl\u00fcssige Metall f\u00fcr diesen Zweck; heutzutage wird manchmal auch eine Galliumlegierung (Ga) verwendet.<\/p>\n\n<p>Allerdings wird diese Technologie aufgrund der RoHS-Beschr\u00e4nkungen f\u00fcr die Verwendung von Schwermetallen und der Tatsache, dass das Metall auch giftig ist, wenn es ausl\u00e4uft, derzeit nur in wenigen M\u00e4rkten eingesetzt.<\/p>\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table><tbody><tr><td><strong>Profis<\/strong><\/td><td><strong>Nachteile<\/strong><\/td><\/tr><tr><td>Stromkreise mit hoher Stromdichte<\/td><td>RoHS-Beschr\u00e4nkungen<\/td><\/tr><tr><td>Hohe elektrische Stromdichte<\/td><td>Komplexe Konfiguration mit mehr als 10 Stromkreisen<\/td><\/tr><tr><td>Geringe Kosten<\/td><td><\/td><\/tr><tr><td>Wartungsfrei<\/td><td><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/metal-liquid-slip-rings-mercury-en.webp\" alt=\"\" class=\"wp-image-6313\" width=\"596\" height=\"226\" srcset=\"https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/metal-liquid-slip-rings-mercury-en.webp 1100w, https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/metal-liquid-slip-rings-mercury-en-768x293.webp 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 596px) 100vw, 596px\" \/><\/figure><\/div>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><strong>Faserb\u00fcrste<\/strong><\/h2>\n\n<p>Dies ist derzeit der am weitesten verbreitete Typ, da er sehr flexibel einsetzbar ist und sich f\u00fcr eine Vielzahl von Anwendungen eignet, von der \u00dcbertragung hoher Leistungen bis zur \u00dcbertragung von Hochfrequenzsignalen. Die B\u00fcrsten k\u00f6nnen aus Monofaser f\u00fcr kleine Kapselschleifringe (mit Karkasse) oder aus Multifaser f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Schleifringe bestehen. Multifaser-B\u00fcrstenschleifringe bieten die beste Lebensdauer und Kontaktqualit\u00e4t: Verschlei\u00df und Staub werden durch die geringe Reibung zwischen den Kontakten reduziert.<\/p>\n\n<p>Multifaserb\u00fcrsten bestehen aus einem B\u00fcndel d\u00fcnner Metallf\u00e4den, die aufgrund ihrer Flexibilit\u00e4t eine hohe Kontaktqualit\u00e4t und geringen Verschlei\u00df gew\u00e4hrleisten. Wie bei der Leitblocktechnologie k\u00f6nnen auch hier verschiedene Kontaktmaterialien und Substrate verwendet werden, um die Leistung zu optimieren. F\u00fcr die Strom\u00fcbertragung werden in der Regel Legierungen aus Stahl und anderen g\u00e4ngigen Metallen verwendet, w\u00e4hrend f\u00fcr die Signal\u00fcbertragung eine geh\u00e4rtete Goldlegierung eingesetzt wird. Gold wird f\u00fcr die letztgenannte Anwendung verwendet, da es nicht oxidiert und die Qualit\u00e4t des Kontakts somit im Laufe der Zeit nicht beeintr\u00e4chtigt wird.<\/p>\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table><tbody><tr><td><strong>Profis<\/strong><\/td><td><strong>Nachteile<\/strong><\/td><\/tr><tr><td>Ausgezeichnetes Volumen-Strom-Verh\u00e4ltnis<\/td><td>Unterliegt der Abnutzung (minimal)<\/td><\/tr><tr><td>Wartungsfrei<\/td><td>Teurer als leitf\u00e4hige Blockl\u00f6sungen<\/td><\/tr><tr><td>\u00dcbertragung elektrischer Hochfrequenzsignale (bis zu 10 GHz)<\/td><td><\/td><\/tr><tr><td>Keine RoHS-Beschr\u00e4nkungen<\/td><td><\/td><\/tr><tr><td>Geringe dynamische Widerstands\u00e4nderung (Rauschen)<\/td><td><\/td><\/tr><tr><td>Keine Funkenbildung\/Staub<\/td><td><\/td><\/tr><tr><td>Komplexe Konfigurationen mit bis zu Hunderten von Schaltkreisen<\/td><td><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/slip-rings-fiber-brush-EN.webp\" alt=\"\" class=\"wp-image-6304\" width=\"634\" height=\"241\" srcset=\"https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/slip-rings-fiber-brush-EN.webp 1100w, https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/slip-rings-fiber-brush-EN-768x293.webp 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 634px) 100vw, 634px\" \/><\/figure><\/div>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Drahtlose\/ber\u00fchrungslose Schleifringe<\/h2>\n\n<p>Drahtlose Schleifringe sind eine neue Art von Produkten. Sie arbeiten nach dem Prinzip der kapazitiven oder induktiven Kopplung f\u00fcr die Leistungs- und Signal\u00fcbertragung durch Erregung der Spulen mit hoher Frequenz ohne Kontakt zwischen den rotierenden und statischen Komponenten, die bei Bedarf auch durch spezielle Materialien getrennt werden k\u00f6nnen. Im Allgemeinen sind sie weniger effizient als andere L\u00f6sungen, und der Verlust an Effizienz ist direkt proportional zum Abstand zwischen den gekoppelten Komponenten. In der Praxis ist diese L\u00f6sung noch nicht sehr weit verbreitet. Ihre Hauptvorteile liegen im fehlenden Verschlei\u00df und in der M\u00f6glichkeit, Konfigurationen mit hoher Dichtungs-\/Schutzwirkung zu realisieren. Andererseits k\u00f6nnen sie nur eine Leistung von bis zu 150 W \u00fcbertragen, haben einen geringen Wirkungsgrad und erfordern eine aktive Elektronik zur Erregung der Spule. Die Feldbus-Daten\u00fcbertragung erfolgt im Allgemeinen \u00fcber ein in die Elektronik integriertes Wi-Fi- oder Bluetooth-Modul. Das bedeutet, dass f\u00fcr jede Feldbusverbindung ein eigenes Modul erforderlich ist, und wenn keine kommerzielle L\u00f6sung verf\u00fcgbar ist, muss sie f\u00fcr die spezifische Anwendung entwickelt werden. Diese Art von Schleifring kann in Nischenanwendungen eingesetzt werden, die durch hohe Drehzahlen und schlechte Zug\u00e4nglichkeit f\u00fcr die Wartung gekennzeichnet sind.<\/p>\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table><tbody><tr><td><strong>Profis<\/strong><\/td><td><strong>Nachteile<\/strong><\/td><\/tr><tr><td>Kein Verschlei\u00df<\/td><td>Geringe Leistung<\/td><\/tr><tr><td>Wartungsfrei<\/td><td>Geringe Effizienz<\/td><\/tr><tr><td>Hoher Schutzgrad<\/td><td>Aktive Elektronik<\/td><\/tr><tr><td><\/td><td>Unzureichende Anpassungsm\u00f6glichkeiten<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/slip-rings-wireless-contactless-en.webp\" alt=\"\" class=\"wp-image-6307\" width=\"734\" height=\"178\" srcset=\"https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/slip-rings-wireless-contactless-en.webp 1100w, https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/slip-rings-wireless-contactless-en-768x187.webp 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 734px) 100vw, 734px\" \/><\/figure><\/div>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">\u00dcbersichtstabelle der Schleifringtechnologien<\/h2>\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table><tbody><tr><td>Typ<\/td><td><strong>Power<\/strong><\/td><td><strong>Signale<\/strong><\/td><td><strong>Geschwindigkeit<\/strong><\/td><td><strong>Schaltungsdichte<\/strong><\/td><td><strong>Lebenslang<\/strong><\/td><td><strong>Benutzerdefiniert<\/strong><\/td><td><strong>Kosten<\/strong><\/td><\/tr><tr><td>Leitf\u00e4hige Bl\u00f6cke<\/td><td>+++<\/td><td>+<\/td><td>++<\/td><td>+<\/td><td>+<\/td><td>+++<\/td><td>+++<\/td><\/tr><tr><td>Fl\u00fcssiges Metall<\/td><td>++<\/td><td>+<\/td><td>++<\/td><td>++<\/td><td>+<\/td><td>+<\/td><td>++<\/td><\/tr><tr><td>Faserb\u00fcrste<\/td><td>++<\/td><td>+++<\/td><td>++<\/td><td>+++<\/td><td>++<\/td><td>+++<\/td><td>++<\/td><\/tr><tr><td>Drahtlos<\/td><td>+<\/td><td>++<\/td><td>+++<\/td><td>+<\/td><td>+++<\/td><td>+<\/td><td>+<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Faseroptische Schleifringe (oder FORJ &#8211; Fiber Optic Rotary Joints)<\/h2>\n\n<p>Eine faseroptische Drehkupplung ist die optische Entsprechung eines elektrischen Schleifrings. Diese Vorrichtungen erm\u00f6glichen die kontinuierliche Drehung einer oder mehrerer optischer Fasern, ohne die \u00fcber sie \u00fcbertragenen Signale zu beeintr\u00e4chtigen. FORJs werden h\u00e4ufig in medizinischen Systemen (OCTs) und in anderen Anwendungen eingesetzt, bei denen ein drallfreies Faserkabel unerl\u00e4sslich ist.&#13;\n&#13;\nEs gibt Hunderte von Patenten f\u00fcr Zweikanal- und Mehrkanal-FORJs, aber nur wenige sind kommerziell realisierbar.&#13;\n&#13;\nFORJs sind passive Komponenten mit einem bestimmten Ziel: die Signal\u00fcbertragung entlang der Glasfasern zu optimieren und die Verluste zu minimieren, wenn sich eines der beiden Enden dreht. Die folgenden Merkmale sind entscheidend f\u00fcr die Bewertung der Qualit\u00e4t eines FORJ:<\/p>\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Einf\u00fcgungsd\u00e4mpfung (IL): Wie bei allen \u00dcbertragungsleitungen gibt es einen Leistungsverlust (in dB), der durch die Kopplung verschiedener Materialien (einschlie\u00dflich der Koppelfl\u00fcssigkeiten) oder mechanische Toleranzen des ZVK verursacht wird. Es liegt auf der Hand, dass ein gut konzipiertes FORJ diese Verluste minimieren muss. Der IL f\u00fcr ein hochwertiges FORJ liegt bei 0,5-1 dB f\u00fcr Einkanalger\u00e4te und 3 dB f\u00fcr Mehrkanalger\u00e4te.<\/li><li>Einf\u00fcgungsd\u00e4mpfungsvariation (wow): Dies ist die Variation der IL \u00fcber eine volle Umdrehung des FORJ-Rotors im Verh\u00e4ltnis zum Stator. Ein gut konzipierter FORJ hat eine Abweichung pro Umdrehung von +\/- 0,25 dB. Die Schwankung kann auch als Parameter bei der FORJ-Diagnose verwendet werden.<\/li><li>R\u00fcckflussd\u00e4mpfung (RL): Sie misst die reflektierte Signalleistung (in diesem Fall vom FORJ zur Signalquelle). Die R\u00fcckflussd\u00e4mpfung ist ebenso wichtig wie die vorhergehenden Parameter, da fast alle Laser empfindlich auf optische Reflexion reagieren, was zu Schwankungen in ihrem Emissionsspektrum und damit zu Leistungsschwankungen f\u00fchrt. Der RL f\u00fcr einen gut konzipierten FORJ sollte bei SM-Fasern etwa 60 dB und bei MM-Fasern 40 dB betragen.<\/li><\/ul>\n\n<p>Einkanalige FORJs (ob SM oder MM) sind aufgrund ihrer relativ einfachen mechanischen Konstruktion recht kompakt und erm\u00f6glichen hohe Drehzahlen (typischerweise bis zu 10000 U\/min) und eine ausgezeichnete Zuverl\u00e4ssigkeit bei nahezu vernachl\u00e4ssigbarer Leistungsverschlechterung.<\/p>\n\n<figure class=\"wp-block-table\"><table><tbody><tr><td><strong>Profis<\/strong><\/td><td><strong>Nachteile<\/strong><\/td><\/tr><tr><td>Zuverl\u00e4ssige, verlustfreie \u00dcbertragung<\/td><td>Hohe Kosten<\/td><\/tr><tr><td>Hohe Frequenz<\/td><td><\/td><\/tr><tr><td>Hohe Rotationsgeschwindigkeit<\/td><td><\/td><\/tr><tr><td>Kompakte Gr\u00f6\u00dfe<\/td><td><\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n<div class=\"wp-block-image\"><figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/how-does-a-fiber-optic-slip-ring-work.webp\" alt=\"\" class=\"wp-image-6316\" width=\"579\" height=\"262\" srcset=\"https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/how-does-a-fiber-optic-slip-ring-work.webp 1100w, https:\/\/servotecnica.com\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/how-does-a-fiber-optic-slip-ring-work-768x348.webp 768w\" sizes=\"auto, (max-width: 579px) 100vw, 579px\" \/><\/figure><\/div>\n\n<p>Der Inhalt dieser Seite wird unter einer Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported Lizenz verbreitet.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Schleifringe sind elektromechanische Ger\u00e4te, die kontinuierlich Energie und elektrische Signale von einem statischen Bauteil auf ein rotierendes Bauteil und umgekehrt \u00fcbertragen.&#13; Solche Vorrichtungen haben viele Namen, [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":12090,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[1224],"tags":[],"class_list":["post-6985","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-motion-blog-de"],"acf":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v26.6 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Was ist ein Schleifring? 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